RU2524181C2

RU2524181C2 - Refrigerating unit built into rack

Info

Publication number: RU2524181C2
Application number: RU2010150682/13A
Authority: RU
Inventors: Томас Вейн БРЮИЛЛАРД
Original assignee: Вейвертон Холдингз Лимитед
Priority date: 2008-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2014-07-27
Also published as: ATE544327T1; EP2298051A1; EP2298051B1; GB2473391A; WO2009141610A1; GB0908775D0; GB201021680D0; RU2010150682A; US20110063778A1; GB2463956B; GB2463956A; GB2473391B; US20120134108A1

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: IT-service rack includes a refrigerating unit that comprises at least one refrigerating battery, at least one fan for air circulation through at least one refrigerating battery, a casing in the form of a rectangular prism, which includes at least one refrigerating battery and a fan that is arranged in the casing front zone, and the battery is arranged in the casing rear zone. The casing has dimensions allowing to build an IT-service rack into it and has the possibility of being attached to the rack. The refrigerating unit has the possibility of being installed as per a semi-recessed pattern, in which the fan projects beyond the rack boundaries. Both vertical side pieces of the refrigerating unit are equipped with grids in the casing front zone, in which the fan is located. The side pieces in the casing rear part are covered and include the refrigerating unit between each other. A data processing centre includes a row of posts, each of which includes one or more refrigerating units that are installed as per the semi-recessed pattern, with fans that project beyond the rack boundaries to provide local cooling.

EFFECT: use of this group of inventions allows creating a refrigerating unit that could be easily built into a data processing centre.

18 cl, 17 dwg, 1 tbl

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к холодильному агрегату, пригодному для встраивания в любой стандартный стеллаж информационной техники. Такие стеллажи, или стойки, обычно используются для установки серверов в помещениях (называемых также центрами обработки данных) с целью пространственно экономного, но обеспечивающего доступность размещения ряда серверов. Поэтому, в особенности, настоящее изобретение относится к использованию такого холодильного агрегата в центре обработки данных или компьютерном зале.The present invention relates to a refrigeration unit suitable for incorporation into any standard rack of information technology. Such racks, or racks, are usually used to install servers in rooms (also called data centers) for the purpose of spatially economical, but ensuring the availability of a number of servers. Therefore, in particular, the present invention relates to the use of such a refrigeration unit in a data center or computer room.

Уровень техникиState of the art

Последние два десятилетия компьютеры играют в социуме все более важную роль как в общественном, так и в частном секторе. Мировая экономика переходит от бумажного к цифровому управлению. Центры обработки данных можно найти сейчас почти в любой отрасли: в медицине, в образовании, в коммуникациях, в предпринимательстве, в финансах и на транспорте. Без той или иной формы компьютеризованного управления связями с потребителями большинство деловых предприятий испытывали бы серьезные затруднения.Over the past two decades, computers have played an increasingly important role in society in both the public and private sectors. The global economy is moving from paper to digital management. Data centers can now be found in almost any industry: in medicine, in education, in communications, in business, in finance and in transport. Without some form of computerized customer relationship management, most business enterprises would be in serious trouble.

В правительственных и деловых кругах высокая степень обеспечения информационной техникой считается критическим элементом деловой организации. Офисные работники в текущей работе ныне все чаще пользуются компьютерами. Кроме того, закон Сарбейнса-Оксли, обозначаемый также «SOX», дал мощный толчок развитию систем хранения и поиска данных. Как следствие, компании в очень значительной степени положились на компьютерное оборудование и программное обеспечение для делопроизводства фирм, а также для обеспечения обработки текстов и иных административных применений. Далее, так как Интернет становится все более важным коммерческим инструментом, компаниям выгодно обеспечивать своим служащим непрерывный доступ в Интернет, а также поддерживать Интернет-вебсайты, которыми могут пользоваться клиенты и заказчики. Таким образом, цена времени безотказной работы ИТ-оборудования во много раз выше стоимости использования сети.In government and business, a high degree of information technology support is considered a critical element of a business organization. Office workers in current work are now increasingly using computers. In addition, the Sarbanes-Oxley Act, also referred to as “SOX,” gave a powerful impetus to the development of data storage and retrieval systems. As a result, companies very much relied on computer hardware and software for office work of firms, as well as for providing word processing and other administrative applications. Further, as the Internet is becoming an increasingly important commercial tool, it is beneficial for companies to provide their employees with continuous access to the Internet, as well as maintain Internet websites that customers and customers can use. Thus, the cost of uptime of IT equipment is many times higher than the cost of using the network.

Вследствие коммерческой важности компьютерных ресурсов компаний стандартной практикой в компаниях стало использование информационных систем с клиентскими серверами. В таких системах компьютеры компании работают не независимо, вместо этого вся информация накапливается в главных централизованных серверах, с которыми связаны компьютерные терминалы. Это позволяет служащим получать доступ к одним и тем же данным компании с многочисленных терминалов и в то же время дает возможность размещать серверы в одном месте, что облегчает техобслуживание и увеличивает защищенность. Кроме того, по мере возрастания требований компаний к хранению и обработке данных, добавление к банку серверов дополнительных серверов или прикладных программ может быть произведено с минимальными перерывами в обслуживании потребителей.Due to the commercial importance of the computer resources of companies, the use of information systems with client servers has become standard practice in companies. In such systems, company computers do not work independently; instead, all information is accumulated in the main centralized servers with which computer terminals are connected. This allows employees to access the same company data from multiple terminals and at the same time makes it possible to place servers in one place, which facilitates maintenance and increases security. In addition, as companies' requirements for data storage and processing increase, additional servers or application programs can be added to the server bank with minimal interruptions in customer service.

Помещение или место, в котором расположены эти серверы, часто называют «центром обработки данных». В зависимости от размеров конкретной компании центр обработки данных может занимать одну комнату или этаж в здании, а в некоторых случаях для размещения серверов компании может быть выделено целое здание.The room or location in which these servers are located is often referred to as the “data center”. Depending on the size of a particular company, a data center may occupy one room or floor in a building, and in some cases a whole building may be allocated for hosting company servers.

Серверы и другие электронные компоненты центра обработки данных размещаются в стойках. Стойки обеспечивают максимальное использование пространства внутри центра обработки данных. И в то время как за годы развития в компьютерной технологии произошли гигантские изменения, конструкция стойки осталась неизменной.Servers and other electronic components of the data center are located in racks. Racks maximize the use of space inside the data center. And while giant changes have taken place in computer technology over the years, the rack design has remained unchanged.

Стойки, соответствующие стандарту Е1А 310 D Ассоциации предприятий электронной промышленности США (Electronic Industries Association), - наиболее часто применяемый тип стоек для размещения нескольких служебных вычислительных машин. Такие стойки, как правило, включают четыре вертикальные рейки, или опорные балки, и две пары противолежащих реек, определяющих прямоугольный стеллаж. Известно также использование всего лишь двух расположенных против друг друга вертикальных реек.Racks complying with the E1A 310 D standard of the Electronic Industries Association are the most commonly used type of racks for hosting multiple office computers. Such racks, as a rule, include four vertical rails, or support beams, and two pairs of opposite rails that define a rectangular rack. It is also known to use only two vertical rails located against each other.

По длине каждой вертикальной рейки имеется ряд отверстий, просверленных через регулярные промежутки, причем эти отверстия расположены на рейках согласованно, так, что образуют горизонтальные пары. Нет необходимости сверлить эти отверстия с равным шагом по всей длине рейки, вместо этого нужно обеспечить соответствие одной из нескольких, определенных в стандарте EIA 310 D, схем расположения отверстий.Along the length of each vertical rail there are a number of holes drilled at regular intervals, and these holes are aligned on the rails so that they form horizontal pairs. There is no need to drill these holes with equal pitch along the entire length of the rail; instead, you need to ensure compliance with one of several hole patterns defined in the EIA 310 D standard.

Наиболее употребительную схему называют разбивкой с «универсальным интервалом». В этой схеме центр первого отверстия должен быть расположен на расстоянии не менее 6,75 мм (0,266 дюйма) от края рейки. Межцентровое расстояние для первых трех отверстий составляет 15,90 мм (0,626 дюйма), тогда как расстояние до каждого четвертого отверстия - всего лишь 12,7 мм (0,5 дюйма). В результате три отверстия приходятся на каждые 44,45 мм (1,75 дюйма). Эта длина называется единичной (U). Схема с «большим интервалом» идентична схеме с универсальным интервалом с тем отличием, что среднее из трех отверстий, разнесенных на 15,9 мм, убрано. В результате возникает переменный шаг ряда отверстий с межцентровыми расстояниями 31,8 мм (1,252 дюйма) и 12,7 мм (0,5 дюйма).The most commonly used pattern is called a “universal spacing” breakdown. In this design, the center of the first hole should be located at least 6.75 mm (0.266 in) from the edge of the rail. The center distance for the first three holes is 15.90 mm (0.626 inches), while the distance to every fourth hole is only 12.7 mm (0.5 inches). As a result, three holes per 44.45 mm (1.75 in.). This length is called unit (U). The “large spacing” scheme is identical to the universal interval scheme with the difference that the average of the three holes spaced 15.9 mm apart is removed. The result is a variable pitch of a series of holes with center-to-center distances of 31.8 mm (1.252 inches) and 12.7 mm (0.5 inches).

В стандарте EIA 310 D указано также применяемое в согласии с нормами IEC (МЭК - Международной электротехнической комиссии) межцентровое расстояние отверстий 25 мм. В таких схемах шаг отверстий 25 мм, а крайние отверстия расположены на расстоянии не менее 12,5 мм от края рейки.The EIA 310 D standard also indicates the center-to-center distance of the holes used in accordance with IEC (IEC - International Electrotechnical Commission) standards is 25 mm. In such schemes, the hole pitch is 25 mm, and the extreme holes are located at a distance of at least 12.5 mm from the edge of the rail.

Использование стандартизованного шага отверстий позволяет крепить к стойке различные элементы, например полки, панели, серверы и т.д., с помощью монтажных планок с эквивалентным шагом отверстий. Это дает возможность крепления оборудования к стойке посредством совмещения отверстий монтажных планок с отверстиями стойки и введения в совмещенные отверстия крепежных средств, например болтов под гайку.Using a standardized hole pitch allows you to attach various elements to the rack, such as shelves, panels, servers, etc., using mounting plates with an equivalent hole pitch. This makes it possible to fasten the equipment to the rack by combining the holes of the mounting strips with the holes of the rack and introducing fixing means, for example, bolts under the nut, into the combined holes.

Распространен также монтаж серверов на скользящих рейках таким образом, что серверы легко могут быть извлечены из стойки для техобслуживания. В этих случаях в стойке монтируются скользящие полки или скользящие рейки, и сервер крепится к ним. Обычно сервер все же крепится непосредственно к стойке, чтобы он оставался на одном месте до тех пор, пока его не потребуется вынуть из стойки. Когда это потребуется, монтажные планки можно демонтировать со стойки.It is also common to mount servers on sliding rails so that the servers can be easily removed from the service rack. In these cases, sliding racks or sliding rails are mounted in the rack, and the server is attached to them. Usually, the server is still attached directly to the rack so that it remains in one place until it needs to be removed from the rack. When required, mounting rails can be removed from the rack.

Помимо стандартизации шага отверстий, стандарт EIA 310 D также устанавливает ограничения на расстояние по ширине между противолежащими рейками. Имеется три размерных параметра по ширине: используемая ширина просвета между рейками (W₂), ширина раскрытия ячейки (общая ширина просвета, включая рейки) (W₁) и межцентровое расстояние монтажных отверстий в противостоящих рейках (W₃).In addition to standardizing the pitch of the holes, the EIA 310 D also sets limits on the width between the opposing rails. There are three dimensional parameters for the width: the used gap width between the rails (W ₂ ), the cell opening width (total width of the gap, including rails) (W ₁ ) and the center-to-center distance of mounting holes in the opposing rails (W ₃ ).

Размеры по ширине, указанные в требованиях замененного стандарта EIA 310 С, включены в требования стандарта EIA 310 D. Определены три схемы размеров по ширине, а именно:The width dimensions specified in the requirements of the replaced EIA 310 C standard are included in the requirements of the EIA 310 D standard. Three width schemes are defined, namely:

W₁=483,4 мм (19,031 дюйм), минимум W₁=610,4 мм (24,031 дюйм), минимумW ₁ = 483.4 mm (19.031 in), minimum W ₁ = 610.4 mm (24.031 in), minimum

W₂=450 мм (17,717 дюйм), минимум W₂=577 мм (22,717 дюйм), минимумW ₂ = 450 mm (17.717 in), minimum W ₂ = 577 mm (22.717 in), minimum

W₃=465 мм (18,307 дюйм)±1,6 W₃=592 мм (23,307 дюйм)±1,6W ₃ = 465 mm (18.307 in) ± 1.6 W ₃ = 592 mm (23.3007 in) ± 1.6

W₁=763 мм (30,039 дюйм), минимумW ₁ = 763 mm (30.039 in), minimum

W₂=730 мм (28,74 дюйм), минимумW ₂ = 730 mm (28.74 in), minimum

W₃=745 мм (29,331 дюйм)±1,6W ₃ = 745 mm (29.331 in.) ± 1.6

Первая из этих схем наиболее часто применяется в промышленности и называется 19-дюймовой стойкой, по ширине раскрытия ячейки (W₁).The first of these schemes is most often used in industry and is called a 19-inch rack, the width of the cell opening (W ₁ ).

Стандарт EIA 310 D включает также дополнительную схему размеров по ширине, применяемую в согласии с нормой МЭК 25 мм. Согласно этой схемеThe EIA 310 D standard also includes an additional width dimension scheme used in accordance with the IEC 25 mm standard. According to this scheme

W₁=(W_X+35)±2W ₁ = (W _X +35) ± 2

W₂≥W_X W ₂ ≥W _X

W₃=(W_X-15)±2W ₃ = (W _X -15) ± 2

где W_X - базовый размер и все размеры даны в миллиметрах. Предпочтительный базовый размер равен 450 мм, что дает те же размеры по ширине, что и в 19-дюймовой стойке. Однако стандарт допускает увеличение базового размера шагами по 25 мм.where W _X is the base size and all dimensions are given in millimeters. The preferred base size is 450 mm, which gives the same width dimensions as in the 19-inch rack. However, the standard allows an increase in the base size in steps of 25 mm.

Размеры по высоте также регламентированы требованиями стандарта EIA 310 D. Однако эти размеры указаны более гибко, так как высота может наращиваться шагами единичной длины U относительно схем стандарта EIA 310 С или шагами SU (стандартная единичная длина=25 мм) относительно схем нормы МЭК 25 мм, с добавлением определенной постоянной величины для обеспечения межполочного просвета. Типовая стойка имеет высоту 42U и глубину от 800 до 1200 мм.The height dimensions are also regulated by the requirements of the EIA 310 D standard. However, these dimensions are indicated more flexibly, since the height can be increased in steps of unit length U relative to EIA 310 C standard schemes or SU steps (standard unit length = 25 mm) relative to IEC 25 mm standard schemes , with the addition of a certain constant value to ensure inter-lumen clearance. A typical rack has a height of 42U and a depth of 800 to 1200 mm.

Вышеуказанные размеры относятся только к металлическим рейкам (опорным балкам) стойки, к которым будут крепиться электрические компоненты. Эти рейки удерживаются на месте внешним каркасом, который может быть обшит с образованием кожуха или шкафа, однако это несущественно. Внешний каркас и обшивка могут быть отделены от реек промежутком, чтобы дать пространство для размещения в шкафу проводов, рукояток для перемещения и т.п. Требования стандарта EIA 310 D содержат указания по наружным размерам шкафов, но они необязательны. Все подробности содержания стандарта EIA 310 D можно получить в компании IHS (Information Handling Services Inc. - компания услуг по обработке информации).The above dimensions apply only to the metal rails (support beams) of the rack to which the electrical components will be attached. These rails are held in place by an external frame, which can be sheathed to form a casing or cabinet, but this is not essential. The outer frame and casing can be separated from the rails by a gap to give space for placement of wires, handles for moving, etc. in the cabinet. The requirements of the EIA 310 D standard provide guidance on the outside dimensions of the cabinets, but they are optional. All details of the contents of the EIA 310 D standard can be obtained from IHS (Information Handling Services Inc., an information processing company).

Применение стоек, отвечающих стандарту EIA 310 D, дает предприятиям возможность размещать несколько серверов в одной-единственной стойке или в нескольких соседних стойках, регулируя их расположение соответственно потребностям.Using racks that meet the EIA 310 D standard enables enterprises to place multiple servers in a single rack or in multiple adjacent racks, adjusting their location to suit their needs.

Группировка в одном месте большого числа служебных вычислительных машин приводит к большому тепловыделению. Чтобы предотвратить перегрев и выход из строя процессоров серверов, абсолютно необходимо поддерживать достаточно низкую температуру воздуха, поступающего в серверы. В 2004 году ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air conditioning Engineers -Американское общество инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха) совместно с производителями компьютеров выпустило соответствующие рекомендации, устанавливающие максимальные и минимальные уровни температуры и влажности. Они были опубликованы в издании Thermal Guidelines for Data Processing Environments (Рекомендации по тепловым средам для обработки данных, ТК 9.9). В них рекомендованы температуры от 20 до 25°С и относительные влажности от 40 до 55%.Grouping in one place a large number of office computers leads to large heat dissipation. To prevent overheating and failure of server processors, it is absolutely necessary to maintain a sufficiently low temperature of the air entering the servers. In 2004, ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air conditioning Engineers), together with computer manufacturers, issued guidelines to set maximum and minimum temperature and humidity levels. They were published in Thermal Guidelines for Data Processing Environments (TC 9.9). They recommended temperatures from 20 to 25 ° C and relative humidity from 40 to 55%.

Поначалу кондиционирование воздуха в центрах обработки данных осуществлялось с помощью холодильных агрегатов, располагавшихся у стен по периметру компьютерного зала. Эти агрегаты всасывали воздух, имевший смешанную комнатную температуру центра обработки данных, охлаждали этот воздух и нагнетали охлажденный воздух в подпольную вентиляционную камеру, образованную приподнятым настилом пола. Холодный воздух, сжатый в вентиляционной камере, свободно циркулировал под полом и вновь выходил в помещение для охлаждения центра обработки данных сквозь перфорированную плитку или решетки приподнятого настила пола. Большинство центров обработки данных до сих пор используют этот тип системы охлаждения с «приподнятым полом».At first, air conditioning in the data centers was carried out using refrigeration units located near the walls around the perimeter of the computer room. These units sucked in air having a mixed room temperature in the data center, cooled the air, and pumped cooled air into the underfloor ventilation chamber formed by the raised flooring. Cold air, compressed in the ventilation chamber, circulated freely under the floor and returned to the room for cooling the data center through perforated tiles or grilles of the raised flooring. Most data centers still use this type of raised floor cooling system.

Как указано в вышеупомянутых рекомендациях ASHRAE, современные центры обработки данных, содержащие несколько рядов серверных стоек, должны быть организованы так, чтобы образовывать «горячие» и «холодные» проходы. То есть все серверы в одном ряду располагаются так, чтобы горячий воздух, выходящий из серверов, направлялся в один и тот же проход. И серверы с другой стороны этого прохода располагаются так, чтобы направлять тепло в этот же проход. Благодаря этому создается центральный «горячий» проход между рядами и два «холодных» прохода с внешних сторон этих рядов. Это позволяет максимально разделить горячий и холодный воздух внутри рядов стоек, что в свою очередь создает наилучшие условия для регулирования температуры, при котором по возможности избегают смешения потоков горячего и холодного воздуха в центре обработки данных.As indicated in the aforementioned ASHRAE recommendations, modern data centers containing several rows of server racks should be organized to form hot and cold aisles. That is, all the servers in the same row are located so that the hot air leaving the servers is sent to the same passage. And the servers on the other side of this passage are positioned to direct heat to the same passage. Thanks to this, a central “hot” passage between the rows and two “cold” passages from the outer sides of these rows are created. This allows you to maximize the separation of hot and cold air inside the rows of racks, which in turn creates the best conditions for regulating the temperature, at which the mixing of the flows of hot and cold air in the data center is avoided as much as possible.

Однако системы, использующие холодильные агрегаты, располагающиеся по периметру зала, работают не на максимуме возможностей охлаждения из-за смешения горячего и холодного воздуха, втягиваемого в возвратную вентиляционную струю холодильных агрегатов, и непредсказуемости воздушных потоков внутри подпольной вентиляционной камеры. Прокладываемые под полом силовые кабели и линии передачи данных создают препятствия для воздушного потока и усугубляют проблему надлежащего распределения воздуха. Это становится особенно заметно, когда один из агрегатов кондиционирования воздуха выходит из строя. И хотя такие подпольные системы охлаждения пригодны для центров, в которых тепловыделение ниже приблизительно 4 кВт на стойку, однако из-за все возрастающей плотности нагрузки, вызванной уплотнением и внедрением сверхкомпактных серверов, многие центры обработки данных стремятся в настоящее время обеспечить надлежащее охлаждение.However, systems using refrigeration units located around the perimeter of the room do not work at maximum cooling capacity due to the mixing of hot and cold air drawn into the return air stream of the refrigeration units and the unpredictability of airflows inside the underground ventilation chamber. Underfloor power cables and data lines obstruct the airflow and exacerbate the problem of proper air distribution. This becomes especially noticeable when one of the air conditioning units fails. Although such clandestine cooling systems are suitable for centers where heat is lower than about 4 kW per rack, however, due to the ever-increasing load density caused by the compaction and implementation of ultra-compact servers, many data centers are now striving to provide adequate cooling.

В настоящее время осознано, что традиционные конструкции энергетических и охлаждающих систем уже не обеспечивают приемлемых решений для информационных нагрузок высокой плотности, имеющих место в современных центрах обработки данных. Прогресс в компьютерной технологии привел к тому, что в машинных залах, рассчитанных на среднее тепловыделение 2 кВт на стойку, сегодня мы видим серверные стойки с тепловыделением 20-30 кВт. Проблема излишков теплоты усугубляется повышением выходных температур, которые с появлением сверхкомпактных серверов почти удвоились. И поскольку в эффективность и надежность производятся все возрастающие вложения, приносящие все меньшие и меньшие проценты улучшений, решение проблем энергоснабжения и охлаждения предотвратит затраты на ИТ-инфраструктуру.It is now recognized that the traditional designs of energy and cooling systems no longer provide acceptable solutions for high-density information loads that occur in modern data centers. Progress in computer technology has led to the fact that in the computer rooms designed for an average heat output of 2 kW per rack, today we see server racks with heat generation of 20-30 kW. The problem of excess heat is exacerbated by an increase in output temperatures, which almost doubled with the advent of ultra-compact servers. And since ever-increasing investments are made in efficiency and reliability, bringing less and less percent of improvements, solving the problems of power supply and cooling will prevent the cost of IT infrastructure.

Кроме того, нагрузки серверов сейчас становятся динамическими, так как во время простоя включаются «спящие режимы». Это приводит к мгновенному скачку тепловыделения, который только для одной стойки может дать переход с 3 к 24 кВт. Холодильные агрегаты, располагающиеся по периметру зала, и системы охлаждения с «приподнятым полом» не способны откликаться на такие динамические изменения.In addition, server loads are now becoming dynamic, since downtimes are turned on. This leads to an instantaneous jump in heat generation, which for only one rack can give a transition from 3 to 24 kW. Refrigeration units located around the perimeter of the hall, and cooling systems with a raised floor are not able to respond to such dynamic changes.

Далее распространение ИТ-применений в огромной степени обостряет проблему глобального потепления, создавая больше углеродных загрязнений, чем индустрия авиаперевозок. Поэтому должны быть разработаны более эффективные способы отвода тепла.Further, the proliferation of IT applications has greatly exacerbated the problem of global warming, creating more carbon pollution than the airline industry. Therefore, more efficient methods of heat removal must be developed.

В связи с этим в последние годы имело место движение в сторону «систем замкнутого локального охлаждения». Система замкнутого локального охлаждения опирается не на распределение воздуха под полом в попытке доставить в нужное место нужное количество холодного воздуха за требуемое время отклика; система замкнутого локального охлаждения отличается тем, что это конструктивная методика эффективного отвода тепла от источника его выделения.In this regard, in recent years there has been a movement towards "closed-loop local cooling systems." The system of closed local cooling does not rely on the distribution of air under the floor in an attempt to deliver the right amount of cold air to the right place for the required response time; closed local cooling system differs in that it is a constructive technique for efficient heat removal from the source of its generation.

Это достигается размещением холодильных агрегатов среди серверных стоек таким образом, чтобы охлаждающие батареи холодильных агрегатов располагались очень близко к источнику тепла.This is achieved by placing the refrigeration units among the server racks so that the cooling batteries of the refrigeration units are very close to the heat source.

Система замкнутого локального охлаждения представляет собой отказ от традиционного подхода, при котором пытались поддерживать во всем центре обработки данных равномерно прохладную температуру, и движение в сторону нейтрализации тепла внутри горячего прохода, предотвращая тем самым попадание тепла, выделенного ИТ-серверами, в зал и перенос его циркуляцией воздуха к передней стороне стоек, где оно могло бы чрезмерно поднять температуру воздуха, входящего в ИТ-серверы. Размещение холодильных агрегатов среди серверных рядов позволяет закрыть горячий проход для предотвращения рассеяния тепла по всему центру обработки данных. Благодаря размещению холодильных агрегатов среди серверных стоек эти агрегаты могут забирать тепло из горячего прохода и отдавать воздух с температурой чуть ниже комнатной в холодный проход. Таким образом тепло, генерируемое в центре обработки данных, нейтрализуется без циркуляции по всему залу.The closed-loop local cooling system is a rejection of the traditional approach, in which they tried to maintain a uniformly cool temperature throughout the data center and move towards neutralizing the heat inside the hot passage, thereby preventing the heat generated by IT servers from entering the room and transferring it air circulation to the front of the racks, where it could unduly raise the temperature of the air entering the IT servers. Placing refrigeration units among the server rows allows you to close the hot passage to prevent heat dissipation throughout the data center. Due to the placement of refrigeration units among the server racks, these units can take heat from the hot passage and give air with a temperature slightly below room temperature to the cold passage. Thus, the heat generated in the data center is neutralized without circulation throughout the room.

Система замкнутого локального охлаждения имеет много присущих ей преимуществ. Увеличением температуры воздуха, возвращающегося в холодильные агрегаты, от комнатной температуры смешанного воздуха 24°С до температуры горячего прохода 34°С можно достичь более 40% повышения производительности батареи охлаждения без увеличения первоначальных капитальных затрат или количества агрегатов и устранить непредсказуемость распределения холодного воздуха, присущую системе с поднятым полом.Closed loop cooling has many inherent advantages. By increasing the temperature of the air returning to the refrigeration units, from a room temperature of mixed air of 24 ° С to a hot passage temperature of 34 ° С, it is possible to achieve more than 40% increase in the performance of the cooling battery without increasing the initial capital costs or the number of units and eliminate the unpredictability of the cold air distribution inherent in the system with raised floor.

В настоящее время несколько компаний поставляют холодильные агрегаты для размещения среди традиционных серверных стоек. Так, например, American Power Conversion Corp. в настоящее время выпускает холодильный агрегат с охлажденной водой "In Row RC and RP". Это система кондиционирования воздуха в компьютерном зале, созданная для установки среди рядов серверных стоек. Изделие представляет собой интегрированный отдельно стоящий агрегат, который может быть расположен по усмотрению менеджера центра обработки данных. Аналогичные отдельно стоящие агрегаты уже поставляются и рядом других изготовителей, такими, например, как Rittal и Knuerr.Currently, several companies supply refrigeration units for placement among traditional server racks. For example, American Power Conversion Corp. currently produces the chilled water refrigeration unit "In Row RC and RP". This is an air conditioning system in the computer room, designed for installation among the rows of server racks. The product is an integrated freestanding unit that can be located at the discretion of the data center manager. Similar free-standing units are already supplied by a number of other manufacturers, such as, for example, Rittal and Knuerr.

Однако эти отдельно стоящие охлаждающие агрегаты должны размещаться в уже существующих рядах, что вызывает дезорганизацию работы центра обработки данных на время реконструкции, включающей электропроводку и прокладку труб для охлажденной воды. Кроме того, стоимость этих элементов высока, и их расположение должно быть определено при размещении стойки, что снижает гибкость компоновки зала.However, these free-standing cooling units must be placed in existing rows, which causes a disruption in the operation of the data center during reconstruction, including wiring and laying pipes for chilled water. In addition, the cost of these elements is high, and their location must be determined when placing the rack, which reduces the flexibility of the layout of the hall.

Поэтому предприятия, стремящиеся модифицировать свои центры обработки данных, используя последние достижения технологии охлаждения, сталкиваются с проблемой высокой цены как в денежном выражении, так и в плане нарушения работы агрегатов, имеющихся в центре обработки данных.Therefore, enterprises seeking to modify their data centers using the latest advances in cooling technology are faced with the problem of high prices both in monetary terms and in terms of disruption of the units available in the data center.

Таким образом, в промышленности существует потребность в более экономичном холодильном агрегате, который позволял бы использовать имеющиеся фонды и мог бы быть легко встроен в центре обработки данных.Thus, in industry there is a need for a more economical refrigeration unit that would allow the use of existing funds and could be easily integrated in a data center.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Согласно настоящему изобретению предлагается холодильный агрегат, включающий, по меньшей мере, одну охлаждающую батарею, по меньшей мере, один вентилятор для обеспечения циркуляции воздуха сквозь упомянутую, по меньшей мере, одну охлаждающую батарею и кожух, содержащий упомянутую, по меньшей мере, одну охлаждающую батарею и вентилятор, причем агрегат отличается тем, что упомянутый кожух имеет размеры, позволяющие встроить его в ИТ-серверную стойку, и выполнен с возможностью крепления к упомянутой стойке.The present invention provides a refrigeration unit comprising at least one cooling battery, at least one fan for circulating air through said at least one cooling battery and a casing comprising said at least one cooling battery and a fan, the unit being characterized in that said casing has dimensions that can be integrated into an IT server rack, and is configured to be attached to said rack.

Таким образом, изобретение включает автономный холодильный агрегат, который легко может быть вставлен в существующую ИТ-серверную стойку и закреплен внутри нее. Как отмечалось выше, конструкция стоек годами оставалась почти неизменной, так что старые и новые серверы могут быть размещены в одной и той же стойке. Это постоянство позволяет конструкторам серверов создавать серверы с такими размерами, которые позволят использовать новые серверы наряду с существующими и в существующих стойках.Thus, the invention includes a stand-alone refrigeration unit, which can easily be inserted into and mounted inside an existing IT server rack. As noted above, the rack design has remained almost unchanged for years, so old and new servers can be located in the same rack. This constancy allows server designers to create servers with sizes that will allow the use of new servers along with existing and existing racks.

Вместо того чтобы предлагать отдельно стоящий холодильный агрегат, авторы настоящего изобретения использовали преимущество стандартных размеров стоек, чтобы предложить холодильный агрегат, который может быть просто и быстро вставлен в любую серверную стойку.Instead of offering a free-standing refrigeration unit, the present inventors took advantage of the standard rack sizes to provide a refrigeration unit that can be simply and quickly inserted into any server rack.

Кожух агрегата предпочтительно включает монтажные планки для крепления к упомянутой стойке.The casing of the unit preferably includes mounting rails for attaching to said rack.

Как отмечалось выше, почти все стойки в центрах обработки данных соответствуют стандарту Е1А 310 D, и, в частности, схеме с размером 19 дюймов или 450 мм. Поэтому кожух предпочтительно имеет размеры, позволяющие встроить его в ИТ-серверную стойку, соответствующую требованиям стандарта EIA 310 D.As noted above, almost all racks in data centers comply with the E1A 310 D standard, and in particular, a 19-inch or 450-mm circuit. Therefore, the enclosure is preferably sized to be integrated into an IT server rack that complies with the requirements of EIA 310 D.

Поэтому, с точки зрения другой особенности настоящего изобретения, предлагается холодильный агрегат, включающий, по меньшей мере, одну охлаждающую батарею, по меньшей мере, один вентилятор для обеспечения циркуляции воздуха сквозь упомянутую, по меньшей мере, одну охлаждающую батарею и кожух, содержащий упомянутую, по меньшей мере, одну охлаждающую батарею и вентилятор, причем агрегат отличается тем, что упомянутый кожух имеет размеры, позволяющие встроить его в ИТ-стойку, соответствующую стандарту EIA 310 D, и включает монтажные планки для крепления к упомянутой стойке.Therefore, from the point of view of another aspect of the present invention, there is provided a refrigeration unit comprising at least one cooling battery, at least one fan for circulating air through said at least one cooling battery and a casing comprising said at least one cooling battery and a fan, the unit being characterized in that said casing is dimensioned to be integrated in an IT rack conforming to the EIA 310 D standard and includes mounting rails for replicas to the aforementioned stand.

Монтажные планки кожуха холодильного агрегата сконструированы в соответствии со стандартом EIA 310 D, а следовательно, так, что обеспечивают надежное крепление агрегата к стойке. Эти планки могут быть выполнены как часть кожуха или изготовлены отдельно и прочно прикреплены к кожуху.The mounting plates of the casing of the refrigeration unit are designed in accordance with the EIA 310 D standard, and therefore, so as to ensure reliable mounting of the unit to the rack. These planks can be made as part of the casing or are made separately and firmly attached to the casing.

Предпочтительно, чтобы в каждой монтажной планке имелся ряд отверстий, идущих либо с универсальным интервалом, либо в соответствии с требованиями нормы МЭК 25 мм. Таким образом, холодильный агрегат может быть выполнен для крепления к стойкам, имеющим любое расположение отверстий, предписанное стандартом EIA 310 D. Поскольку возможно снабжать кожух монтажными планками обоих типов, то для крепления агрегата к стойке может быть использован тот тип, который нужен.It is preferable that each mounting plate has a series of holes extending either with a universal spacing or in accordance with the requirements of the IEC 25 mm standard. Thus, the refrigeration unit can be made for mounting on racks having any hole arrangement prescribed by EIA 310 D. Since it is possible to equip the casing with mounting plates of both types, the type that is needed can be used to fasten the unit to the rack.

В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения монтажные планки включают первую часть, снабженную отверстиями, разнесенными в соответствии с универсальным интервалом, и вторую часть, снабженную отверстиями, разнесенными в соответствии с нормой 25 мм. Благодаря этому одна и та же монтажная планка может быть использована для крепления холодильного агрегата как к универсальным рейкам или рейкам с широким шагом (путем совмещения отверстий первой части с отверстиями реек), так и к рейкам с шагом 25 мм (путем совмещения отверстий второй части с отверстиями реек).In another preferred embodiment of the present invention, the mounting strips include a first part provided with openings spaced in accordance with a universal spacing and a second part provided with openings spaced in accordance with a standard of 25 mm. Due to this, the same mounting plate can be used to fasten the refrigeration unit both to universal rails or rails with a wide pitch (by combining the holes of the first part with the holes of the rails), and to the rails with a pitch of 25 mm (by combining the holes of the second part with holes of rails).

Вместо универсального интервала расположения отверстий на планке или первой части планки, может быть реализована схема с широким шагом.Instead of the universal spacing of holes on the bar or the first part of the bar, a wide-pitch scheme can be implemented.

Монтажная планка может включать L-образную рейку, устанавливаемую горизонтально внутри стойки. Прорези на обоих концах формируют отверстия под болты, которые пропускаются сквозь них для крепления холодильного агрегата к вертикальным U-рейкам стойки, и обеспечивают известную гибкость позиционирования. Предпочтительны четыре вертикальные прорези, по две, расположенные одна над другой, на каждом конце.The mounting plate may include an L-shaped rail mounted horizontally inside the rack. The slots at both ends form holes for the bolts that are passed through them to fasten the refrigeration unit to the vertical U-racks of the rack, and provide well-known positioning flexibility. Four vertical slots are preferred, two located one above the other, at each end.

Кожух может также включать фланцы, сквозь которые могут проходить в вертикальную U-рейку стойки болты или иные крепежные элементы для крепления агрегата на его месте. В наиболее предпочтительном варианте осуществления фланец предусматривается на заднем краю предпочтительно съемной решетчатой панели. При установленной решетчатой панели фланец может выступать наружу и выходить в вертикальном направлении выше боковины кожуха. Таким образом, холодильный агрегат может быть выдвинут в стойке вперед до упора фланца в вертикальную U-рейку стойки и так, чтобы, по меньшей мере, один охлаждающий вентилятор выступал за границу стойки.The casing may also include flanges through which bolts or other fasteners may be inserted through the vertical U-rail of the rack to secure the unit in its place. In a most preferred embodiment, a flange is provided at the rear edge of a preferably removable grating panel. With the lattice panel installed, the flange can protrude outward and exit vertically above the side of the casing. Thus, the refrigeration unit can be pushed forward in the rack up to the stop of the flange in the vertical U-rail of the rack and so that at least one cooling fan protrudes beyond the boundary of the rack.

Предлагая автономный холодильный агрегат, который имеет размеры, позволяющие вставить его в стойку, соответствующую требованиям стандарта Е1А 310 D, авторы настоящего изобретения создали простое средство включения холодильного агрегата в ряд серверов. Так как никакого отдельно стоящего холодильного агрегата покупать при этом не нужно, достигается значительное снижение затрат. К тому же холодильный агрегат легко может быть установлен в существующую стойку, соответствующую стандарту EIA 310 D, в любом требуемом положении в центре обработки данных.Offering a self-contained refrigeration unit, which has dimensions that enable it to be inserted into a rack that meets the requirements of the E1A 310 D standard, the inventors of the present invention have created a simple means of including a refrigeration unit in a series of servers. Since there is no need to buy any free-standing refrigeration unit, a significant cost reduction is achieved. In addition, the refrigeration unit can easily be installed in an existing rack that complies with the EIA 310 D standard in any desired position in the data center.

Это позволяет малым предприятиям воспользоваться преимуществами последних достижений технологии охлаждения компьютерных залов.This allows small businesses to take advantage of the latest advances in computer room cooling technology.

Если какой-нибудь холодильный агрегат выйдет из строя, то благодаря тому, что в системе замкнутого локального охлаждения остальные холодильные агрегаты расположены в серверных стойках вместе с оборудованием, подлежащим охлаждению, такой запас мощности обеспечит меньшее разрастание зон горячего воздуха, чем при традиционном расположении, когда холодильные агрегаты располагаются по периметру компьютерного зала. Таким образом, установка холодильных агрегатов в серверных стойках оптимизирует выгоды замкнутого локального охлаждения, значительно облегчая введение в систему надежного запаса мощности на уровне рядов. Кроме того, замкнутое локальное охлаждение минимизирует локальные колебания температуры, что особенно важно при высокой плотности размещения.If any refrigeration unit fails, then due to the fact that in the closed local cooling system the remaining refrigeration units are located in server racks together with the equipment to be cooled, this power reserve will provide less expansion of hot air zones than in the traditional arrangement, when refrigeration units are located around the perimeter of the computer room. Thus, the installation of refrigeration units in server racks optimizes the benefits of closed-loop local cooling, greatly facilitating the introduction of a reliable power reserve at the row level. In addition, closed-loop local cooling minimizes local temperature fluctuations, which is especially important at high density.

В системы охлаждения предпочтительно вводить запас мощности, так, например, в серверной стойке или стойках, требующих для охлаждения без резерва мощности N холодильных агрегатов, может быть предусмотрено N+1 или N+2 холодильных агрегата. В системе охлаждения со «встроенным» запасом мощности эксплуатация всех холодильных агрегатов на пониженных скоростях для получения того же потока воздуха обеспечивает в плане эксплуатационных затрат преимущество перед сопоставимыми системами охлаждения без запаса мощности, в которых вентиляторы работают на более высоких скоростях. Так, например, эксплуатация шести вентиляторов на меньшей скорости для получения номинального объемного расхода в 16 000 м³/ч с запасом мощности+2 (т.е. по схеме N+2, где N=4) может дать 33% снижения годовых эксплуатационных затрат в сравнении с эксплуатацией четырех вентиляторов на более высоких скоростях для получения того же расхода без запаса мощности. Такой встроенный запас мощности может привести к снижению потребления энергии и дать значительную экономию эксплуатационных затрат, в то же время обеспечивая повышенную гибкость в эксплуатации. Наряду с выгодами, имеется и небольшой убыток в связи с более высокими начальными затратами на установку и затратами на техобслуживание дополнительных агрегатов.It is preferable to introduce a power reserve in cooling systems, for example, in a server rack or racks that require N refrigeration units for cooling without a power reserve, N + 1 or N + 2 refrigeration units can be provided. In a cooling system with “built-in” power reserve, operating all refrigeration units at reduced speeds to obtain the same air flow provides an operating cost advantage over comparable cooling systems without power reserve, in which fans operate at higher speeds. So, for example, operating six fans at a lower speed to obtain a nominal volumetric flow rate of 16,000 m ³ / h with a power reserve of + 2 (i.e., according to the N + 2 scheme, where N = 4) can give a 33% reduction in annual operational costs compared to operating four fans at higher speeds to get the same flow rate without power headroom. Such an integrated power reserve can lead to lower energy consumption and significant savings in operating costs, while at the same time providing increased flexibility in operation. Along with the benefits, there is also a small loss due to the higher initial installation costs and the maintenance costs of additional units.

Установка холодильных агрегатов в серверную стойку дает возможность сформировать закрытый горячий проход, что обеспечивает повышенную эффективность и позволяет избежать изменения температуры в зале.The installation of refrigeration units in the server rack makes it possible to form a closed hot passage, which provides increased efficiency and avoids temperature changes in the room.

Хотя, как отмечалось выше, стандарт EIA 310 D устанавливает ряд альтернативных размеров по ширине, в наиболее распространенной схеме используется ширина внутреннего просвета (W₂), равная 450 мм. Такую стойку обычно называют 19-дюймовой. Чтобы вписаться в этот наиболее распространенный тип стойки, кожух холодильного агрегата должен иметь ширину менее 450 мм. Кроме того, хотя высота и глубина 19-дюймовой стойки не регламентированы, предпочтительно, чтобы холодильный агрегат, сконструированный для использования с такой стойкой, имел глубину не более 1000 мм и высоту менее 1866 мм (42U). Однако, поскольку не все серверные стойки выполнены в виде закрытых шкафов, то в отношении глубины размер кожуха холодильного агрегата не существенен. Если холодильный агрегат можно вдвинуть в стандартную ИТ-стойку и прикрепить к ней, он отвечает требованиям настоящего изобретения.Although, as noted above, the EIA 310 D standard sets a number of alternative widths, the most common design uses an internal clearance width (W ₂ ) of 450 mm. This rack is usually called a 19-inch. To fit into this most common type of rack, the casing of the refrigeration unit must have a width of less than 450 mm. In addition, although the height and depth of the 19-inch rack are not regulated, it is preferable that the refrigeration unit designed for use with such a rack has a depth of not more than 1000 mm and a height of less than 1866 mm (42U). However, since not all server racks are made in the form of closed cabinets, the size of the casing of the refrigeration unit is not significant with respect to depth. If the refrigeration unit can be slid into a standard IT rack and attached to it, it meets the requirements of the present invention.

С точки зрения еще одной особенности настоящего изобретения предлагается холодильный агрегат, включающий, по меньшей мере, одну охлаждающую батарею, по меньшей мере, один вентилятор для обеспечения циркуляции воздуха сквозь упомянутую, по меньшей мере, одну охлаждающую батарею и кожух, содержащий упомянутую, по меньшей мере, одну охлаждающую батарею и вентилятор, причем агрегат отличается тем, что упомянутый кожух имеет ширину менее 450 мм, глубину не более 1000 мм и высоту менее 1866 мм. В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения четыре вентилятора для обеспечения циркуляции воздуха сквозь, по меньшей мере, одну охлаждающую батарею расположены пакетно, чтобы вписаться в эту высоту. Эти четыре вентилятора для облегчения манипуляций могут быть размещены двумя блоками по два вентилятора, при этом каждый блок сдвоенных вентиляторов снабжен собственной охлаждающей батареей.From the point of view of yet another aspect of the present invention, there is provided a refrigeration unit comprising at least one cooling battery, at least one fan for circulating air through said at least one cooling battery and a casing comprising said at least at least one cooling battery and fan, the unit being characterized in that said casing has a width of less than 450 mm, a depth of not more than 1000 mm and a height of less than 1866 mm. In one preferred embodiment of the present invention, four fans are arranged in a batch to circulate air through at least one cooling battery to fit into this height. To facilitate manipulation, these four fans can be placed in two units of two fans each, with each unit of dual fans equipped with its own cooling battery.

На практике высота кожуха холодильного агрегата намного меньше этого верхнего предела. Это позволяет вставлять холодильный агрегат в ту же стойку, что и прочие компоненты, например серверы.In practice, the height of the casing of the refrigeration unit is much less than this upper limit. This allows you to insert the refrigeration unit in the same rack as other components, such as servers.

Ширина кожуха холодильного агрегата предпочтительно составляет около 448 мм. Предпочтительный размер в глубину составляет 895 мм, а предпочтительный размер в высоту - 890 мм.The width of the casing of the refrigeration unit is preferably about 448 mm. The preferred size in depth is 895 mm, and the preferred size in height is 890 mm.

В альтернативном варианте размеры холодильного агрегата могут быть сделаны такими, чтобы агрегат входил в 24-дюймовую стойку по стандарту EIA 310 D. В таких стойках внутренняя ширина (W2) составляет 577 мм, и поэтому кожух должен иметь ширину меньше этой.Alternatively, the dimensions of the refrigeration unit can be made so that the unit enters a 24-inch rack according to the EIA 310 D. In such racks, the internal width (W2) is 577 mm, and therefore the casing should have a width less than this.

Монтажные планки могут быть предусмотрены таким образом, чтобы они обеспечивали непосредственное или опосредованное крепление к стойке. Непосредственный монтаж означает, что монтажные планки непосредственно соединяются с вертикальными рейками стандартной ИТ-стойки. Опосредованный монтаж означает, что вместо этого холодильный агрегат монтируется, например, на скользящих рейках или на полке, размещенной в стойке. Это удобно, так как позволяет легко выдвинуть холодильный агрегат из стойки для проведения техобслуживания.Mounting plates can be provided so that they provide direct or indirect mounting to the rack. Direct mounting means that the mounting rails are directly connected to the vertical rails of a standard IT rack. Indirect mounting means that instead the refrigeration unit is mounted, for example, on sliding rails or on a shelf in a rack. This is convenient as it makes it easy to slide the refrigeration unit out of the rack for maintenance.

Поэтому предпочтительно, чтобы монтажные планки обеспечивали опосредованное крепление к упомянутой стойке. Кожух может снабжаться монтажными планками спереди и сзади, предпочтительно и там и тут, чтобы холодильный агрегат можно было прикрепить как к передней, так и к задней рейке стойки.Therefore, it is preferable that the mounting strips provide indirect mounting to said rack. The casing may be provided with mounting rails front and rear, preferably both here and there, so that the refrigeration unit can be attached to both the front and rear rack racks.

Холодильный агрегат может представлять собой холодильный агрегат с охлажденной водой. То есть при использовании холодильный агрегат подсоединяется к источнику охлажденной воды. Однако возможна также эксплуатация холодильного агрегата с использованием другого типа охлаждающего средства, или хладагента.The refrigeration unit may be a chilled water refrigeration unit. That is, when used, the refrigeration unit is connected to a source of chilled water. However, it is also possible to operate the refrigeration unit using a different type of coolant, or refrigerant.

Предпочтительно, далее, чтобы холодильный агрегат включал фильтр. Это предотвращает засорение внутренних компонентов холодильного агрегата пылью и иными мелкодисперсными материалами.It is further preferred that the refrigeration unit includes a filter. This prevents clogging of the internal components of the refrigeration unit with dust and other fine materials.

Холодильный агрегат может представлять собой отдельный узел, предназначенный для вставки в любую существующую стандартную стойку, например, в стойку по стандарту Е1А 310 D. Однако возможна также поставка холодильного агрегата, уже смонтированного в такой стойке.The refrigeration unit can be a separate unit designed to be inserted into any existing standard rack, for example, in a rack according to the standard E1A 310 D. However, it is also possible to supply a refrigeration unit already mounted in such a rack.

Поэтому, с точки зрения следующей особенности настоящего изобретения, предлагается ИТ-серверная стойка, содержащая холодильный агрегат согласно настоящему изобретению.Therefore, from the point of view of a further aspect of the present invention, an IT server rack comprising a refrigeration unit according to the present invention is provided.

Эта серверная стойка предпочтительно соответствует требованиям стандарта EIA 310 D.This server rack preferably meets the requirements of EIA 310 D.

Поэтому, в отличие от интегрированных отдельно стоящих холодильных агрегатов, стойка согласно настоящему изобретению содержит полностью съемный холодильный агрегат. Стойка и холодильный агрегат являются отдельными компонентами, каждый из которых может использоваться независимо от другого. Это обеспечивает гибкость для совершенствования возможностей охлаждения машинного зала при добавлении нового высокопроизводительного ИТ-оборудования, т.е. холодильные агрегаты можно добавлять на стойки, снимать со стоек или перемещать.Therefore, unlike integrated free-standing refrigeration units, the rack according to the present invention comprises a completely removable refrigeration unit. The rack and the refrigeration unit are separate components, each of which can be used independently of the other. This provides the flexibility to improve the cooling capabilities of the machine room while adding new high-performance IT equipment, i.e. refrigeration units can be added to racks, removed from racks or moved.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения холодильный агрегат включает кожух, который имеет размеры, позволяющие встроить его в стойку, соответствующую требованиям стандарта EIA 310 D, и снабжен средствами крепления к упомянутой стойке.In one of the preferred embodiments of the present invention, the refrigeration unit includes a casing, which has dimensions that can be integrated into a rack that meets the requirements of the standard EIA 310 D, and is equipped with means for attaching to said rack.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения стойка включает первую пару расположенных против друг друга вертикальных реек и вторую пару расположенных против друг друга вертикальных реек, причем расстояние между первой и второй парами реек определяет внутреннее пространство, имеющее ширину около 450 мм, при этом расположенные против друг друга вертикальные рейки упомянутых первой и второй пар вертикальных реек попарно согласованы по ширине внутреннего пространства, по длине каждой рейки имеется ряд отверстий, и указанный ряд отверстий одной рейки сцентрован по горизонтали с указанным рядом отверстий расположенной напротив рейки так, что межцентровое расстояние противолежащих отверстий составляет примерно 465 мм, а холодильный агрегат имеет размеры, меньшие этого внутреннего пространства, так что холодильный агрегат может быть вставлен в это пространство, и включает монтажные планки для крепления к указанным расположенным против друг друга вертикальным рейкам с помощью упомянутых рядов отверстий.In one of the preferred embodiments of the present invention, the rack includes a first pair of opposed vertical rails and a second pair of opposed vertical rails, the distance between the first and second pairs of rails defines an internal space having a width of about 450 mm, while opposite vertical rails of the aforementioned first and second pairs of vertical rails are matched in pairs along the width of the inner space, along the length of each rails there is a number of holes and the indicated row of holes of one rail is centered horizontally with the indicated row of holes located opposite the rail so that the center-to-center distance of opposing holes is about 465 mm, and the refrigeration unit has dimensions smaller than this internal space, so that the refrigeration unit can be inserted into this space, and includes mounting rails for mounting to said opposed vertical rails using said rows of holes.

В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения внутреннее пространство имеет ширину около 577 мм, и межцентровое расстояние противолежащих отверстий составляет примерно 592 мм.In another preferred embodiment of the present invention, the interior has a width of about 577 mm, and the center-to-center distance of opposing openings is about 592 mm.

Стойка согласно настоящему изобретению, ниже называемая охлаждающей стойкой, может быть расположена рядом со стойками, содержащими ряд серверов, чтобы обеспечить замкнутое локальное охлаждение, обсуждавшееся выше. Кроме того, возможна также установка серверов в саму охлаждающую стойку.The rack according to the present invention, hereinafter referred to as the cooling rack, may be located adjacent to the racks containing a number of servers to provide the closed-loop local cooling discussed above. In addition, it is also possible to install servers in the cooling rack itself.

Для обеспечения наиболее эффективного отбора тепла холодильным агрегатом от окружающих серверов стойка предпочтительно включает камеру возвратного воздуха, прикрепленную к холодильному агрегату, причем указанная камера является раздвижной, чтобы закрыть заднюю часть, по меньшей мере, одной стойки, соответствующей требованиям стандарта Е1А 310 D.To ensure the most efficient heat recovery by the refrigeration unit from the surrounding servers, the rack preferably includes a return air chamber attached to the refrigeration unit, said chamber being retractable, to close the back of at least one rack meeting the requirements of standard E1A 310 D.

Поэтому эта камера может закрывать одну или несколько стоек по стандарту EIA 310 D и может направлять горячий воздух, исходящий из этих стоек, в холодильный агрегат. Это предотвращает распространение горячего воздуха по центру обработки данных. Эта камера может включать неиспользуемое пространство в задней части охлаждающей стойки в тех вариантах осуществления, в которых глубина стойки больше, чем у холодильного агрегата. В одном из предпочтительных вариантов осуществления эта камера, далее, включает облицовку или обшивку, размещенную сзади охлаждающей стойки, и дополнительные облицовки или обшивки, аналогично размещенные на одной или нескольких соседних серверных стойках. Это создает уплотненную камеру, направляющую выходящий горячий воздух в холодильный агрегат.Therefore, this chamber can cover one or more racks according to the EIA 310 D standard and can direct the hot air coming from these racks to the refrigeration unit. This prevents the spread of hot air through the data center. This chamber may include unused space at the rear of the cooling rack in those embodiments in which the depth of the rack is greater than that of the refrigeration unit. In one preferred embodiment, this chamber further includes a lining or casing located at the rear of the cooling rack, and additional lining or casing similarly placed on one or more adjacent server racks. This creates a sealed chamber that directs the outgoing hot air into the refrigeration unit.

Применение холодильных агрегатов и охлаждающих стоек согласно настоящему изобретению дает пользователю возможность воспользоваться всеми преимуществами, связанными с замкнутым локальным охлаждением, без необходимости встраивать специализированные холодильные агрегаты в компоновку центра обработки данных.The use of refrigeration units and cooling racks according to the present invention gives the user the opportunity to take advantage of all the advantages associated with closed-loop local cooling without the need to integrate specialized refrigeration units in the layout of the data center.

Кроме того, было обнаружено, что если вентилятор холодильного агрегата расположен за границей стойки, потребление электроэнергии моторами вентилятора значительно снижается. Это сопровождается снижением углеродных загрязнений среды холодильным агрегатом. Объясняется это тем, что нет потери внутреннего статического давления, которое должен преодолевать вентилятор в случае, когда вентиляторы полностью находятся внутри шкафа. Такая схема применения позволяет также направлять поток охлажденного воздуха прямо по фронту соседних стоек, содержащих ИТ-серверы.In addition, it was found that if the fan of the refrigeration unit is located outside the rack, the energy consumption of the fan motors is significantly reduced. This is accompanied by a decrease in carbon pollution of the environment by the refrigeration unit. This is explained by the fact that there is no loss of internal static pressure that the fan must overcome when the fans are completely inside the cabinet. This application pattern also allows you to direct the flow of chilled air directly along the front of adjacent racks containing IT servers.

Поэтому холодильный агрегат согласно настоящему изобретению предпочтительно устанавливать в стойку так, чтобы, по меньшей мере, один вентилятор располагался за границей стойки. «За границей стойки» означает за габаритным размером стойки, включающим любую обшивку, прикрепленную к каркасу стойки. Вентилятор может быть установлен в таком положении после удаления передней дверцы, если она есть, или обшивки стойки, в которую должен быть установлен холодильный агрегат, с последующей установкой агрегата таким образом, чтобы вентилятор выступал за границу стойки. В альтернативном варианте в обшивке или планке может быть предусмотрено отверстие, сквозь которое может выступать вентилятор.Therefore, the refrigeration unit according to the present invention is preferably installed in a rack so that at least one fan is located outside the rack. “Outside of the rack” means beyond the overall size of the rack, including any casing attached to the rack frame. The fan can be installed in this position after removing the front door, if any, or covering the rack in which the refrigeration unit should be installed, followed by installing the unit so that the fan protrudes beyond the border of the rack. Alternatively, a hole may be provided in the skin or strip through which the fan may protrude.

Холодильный агрегат может быть расположен так, чтобы вентилятор выступал за границу стойки при изменении положения монтажных планок кожуха или при регулировке положения крепления холодильного агрегата к полке внутри стойки. В альтернативном варианте холодильный агрегат может быть вставлен в стойку, имеющую меньшую глубину, чем у кожуха холодильного агрегата, так что вентилятор будет выступать за границу стойки.The refrigeration unit can be located so that the fan protrudes beyond the rack when changing the position of the mounting plates of the casing or when adjusting the mounting position of the refrigeration unit to a shelf inside the rack. Alternatively, the refrigeration unit may be inserted in a rack having a shallower depth than the casing of the refrigeration unit, so that the fan will protrude beyond the boundary of the rack.

Предпочтительно, чтобы холодильный агрегат, содержащий, по меньшей мере, один вентилятор, включал планку с двумя или несколькими штатными положениями установки, что позволит устанавливать холодильный агрегат как для использования в утопленном положении, т.е. так, чтобы, по меньшей мере, один вентилятор располагался в пределах границ стойки, так и - опционно - для использования в полуутопленном положении, т.е. так, чтобы, по меньшей мере, один вентилятор располагался за пределами границ стойки. Это обеспечивает все отмеченные ранее преимущества замкнутого локального охлаждения для утопленной схемы с высокой плотностью ИТ-нагрузки, но это одновременно позволяет конструктору использовать преимущество экономической эффективности и иные выгоды, которые дает возможность выдвинуть холодильный агрегат вперед так, чтобы, по меньшей мере, один вентилятор располагался за пределами границ стойки. Эта планка может позволять сдвигать холодильный агрегат по желанию между крайними положениями - утопленным и полуутопленным.Preferably, the refrigeration unit comprising at least one fan includes a bar with two or more standard installation positions, which will allow the refrigeration unit to be installed as for use in a flush position, i.e. so that at least one fan is located within the limits of the rack, and - optionally - for use in a half-flooded position, i.e. so that at least one fan is located outside the borders of the rack. This provides all the previously mentioned advantages of closed-loop local cooling for a recessed circuit with a high IT load density, but at the same time it allows the designer to take advantage of economic efficiency and other benefits that make it possible to push the refrigeration unit forward so that at least one fan is located outside the borders of the rack. This strap can allow you to shift the refrigeration unit as desired between the extreme positions - recessed and semi-recessed.

В схеме с полуутопленным расположением вентилятор, работая на меньшей мощности, может обеспечивать тот же самый объем потока воздуха, что и вентилятор в полностью утопленном положении, работающий на большей мощности. Возможно снижение мощности вентилятора на 10% и более, например, на 15% и более, а в некоторых случаях на 20% и более.In a semi-recessed arrangement, a fan, operating at a lower power, can provide the same volume of air flow as a fan in a fully recessed position, operating at a higher power. It is possible to reduce the fan power by 10% or more, for example, by 15% or more, and in some cases by 20% or more.

Эксплуатация вентилятора на меньшей мощности значительно снижает также шум работы. Так, в одном примере зарегистрировано достижение звукового давления менее 70 дБ (А) на удалении 2 м. Выдвижение холодильного агрегата в стойке вперед так, чтобы, по меньшей мере, один вентилятор располагался за пределами границ стойки, означает также, что и задняя часть холодильного агрегата тоже подвигается вперед. Это создает увеличенное свободное пространство в задней части стойки для формирования камеры с целью направления горячего воздуха в холодильный агрегат. В некоторых схемах это может дать дальнейшее повышение эффективности.Operating the fan at lower power also significantly reduces noise. So, in one example, a sound pressure of less than 70 dB (A) was recorded at a distance of 2 m. The extension of the refrigeration unit in the rack forward so that at least one fan is located outside the boundaries of the rack also means that the back of the refrigerator the unit also moves forward. This creates increased free space at the rear of the rack to form a chamber to direct hot air into the refrigeration unit. In some schemes, this may give a further increase in efficiency.

В настоящем обсуждении «утопленной» и «полуутопленной» схем и расположения вентиляторов «внутри» или «вне» границ стойки предполагается целесообразная интерпретация сказанного. Другими словами, именно та часть вентилятора, которая реально подает воздух (например, крыльчатки), должна устанавливаться так, чтобы она в полуутопленной схеме выступала за границу стойки. Вентиляторы всасывают воздух в осевом направлении, а выбрасывают его в существенно радиальном, или боковом направлении. Будет получено заметное увеличение эффективности, если существенная часть объема вентилятора будет смонтирована вне пределов границ стойки, например, если 75% вентилятора будут выступать за пределы границ стойки, более предпочтительно 90%, еще более предпочтительно 95% и более; соответственно, эти варианты предусматриваются в определении полуутопленной схемы. Наиболее предпочтительно, чтобы в полуутопленной схеме 100% вентилятора (исключая монтажные и приводные компоненты и т.п.) располагалось за пределами границ стойки, так как это даст максимальную экономию потребления энергии.In this discussion of the “recessed” and “half-recessed” circuits and the location of the fans “inside” or “outside” the rack boundaries, a reasonable interpretation of what is said is assumed. In other words, it is precisely the part of the fan that really supplies air (for example, impellers) that must be installed so that it protrudes beyond the rack in the semi-recessed circuit. Fans suck in air in the axial direction and eject it in a substantially radial or lateral direction. A noticeable increase in efficiency will be obtained if a substantial part of the fan volume is mounted outside the limits of the rack, for example, if 75% of the fan extends beyond the boundaries of the rack, more preferably 90%, even more preferably 95% or more; accordingly, these options are provided for in the definition of a semi-submerged scheme. Most preferably, in a semi-recessed circuit, 100% of the fan (excluding mounting and drive components, etc.) should be located outside the limits of the rack, as this will maximize energy consumption.

В тех вариантах осуществления, в которых холодильный агрегат включает несколько вентиляторов, предпочтительно, чтобы каждый из них выступал за пределы границ стойки.In those embodiments in which the refrigeration unit includes several fans, it is preferred that each of them extends beyond the boundaries of the rack.

Этот признак считается патентоспособным сам по себе, поэтому, с точки зрения следующей особенности настоящего изобретения, предлагается ИТ-стойка для установки нескольких служебных вычислительных машин, содержащая холодильный агрегат, включающий, по меньшей мере, один вентилятор, отличающаяся тем, что упомянутый, по меньшей мере, один вентилятор расположен за пределами границ стойки.This feature is considered patentable in itself, therefore, from the point of view of the following features of the present invention, it is proposed IT rack for installing multiple office computers, containing a refrigeration unit comprising at least one fan, characterized in that the said at least at least one fan is located outside the rack.

Стойка предпочтительно соответствует требованиям стандарта Е1А 310 D.The stand preferably meets the requirements of standard E1A 310 D.

Блок контроллера, по меньшей мере, одного вентилятора, предпочтительнее, четырех вентиляторов, размещенных в двух холодильных агрегатах, предпочтительно представляет собой узел, отдельный от холодильных агрегатов и размещенный в вытяжном кожухе размером 2U. Отделение блока контроллера от холодильных агрегатов позволяет увеличить охлаждающую батарею (например, до полных 20U в высоту), что в свою очередь приводит к лучшему охлаждению горячего воздуха. Кроме того, использование одного блока контроллера для управления четырьмя вентиляторами двух холодильных агрегатов уменьшает число узлов, которые должны быть изготовлены и запитаны.The controller unit of at least one fan, preferably four fans located in two refrigeration units, is preferably a unit separate from the refrigeration units and housed in a 2U exhaust hood. Separating the controller unit from the refrigeration units allows you to increase the cooling battery (for example, up to a full 20U in height), which in turn leads to better cooling of hot air. In addition, the use of one controller unit to control the four fans of two refrigeration units reduces the number of units that need to be manufactured and powered.

Для достижения максимального эффекта охлаждения охлаждающей батареи холодильный агрегат предпочтительно оснащается кожухом в форме прямоугольной призмы, передняя зона которого заключает в себе, по меньшей мере, один вентилятор, а в задней зоне, имеющей форму прямоугольной призмы меньшего размера, размещается, по меньшей мере, одна батарея охлаждения, причем эта батарея охлаждения включает плоский пучок труб, идущий по диагонали внутри этой меньшей прямоугольной призмы, от угла вблизи передней зоны до заднего угла кожуха. В одном из вариантов осуществления в кожухе размещены два вентилятора в передней зоне, один над другим, и один вертикальный пучок труб охлаждающей батареи, расположенный по диагонали в задней зоне кожуха. В другом варианте в кожухе размещены четыре вентилятора в передней зоне, один над другим в четыре слоя, и один вертикальный пучок труб охлаждающей батареи, расположенный по диагонали в задней зоне кожуха.To achieve the maximum cooling effect of the cooling battery, the refrigeration unit is preferably equipped with a casing in the form of a rectangular prism, the front zone of which comprises at least one fan, and at least one is located in the rear zone, which has the shape of a smaller rectangular prism a cooling battery, this cooling battery including a flat tube bundle extending diagonally inside this smaller rectangular prism, from an angle near the front zone to the rear corner of the casing. In one embodiment, two fans are located in the casing in the front zone, one above the other, and one vertical bundle of pipes of the cooling battery located diagonally in the rear zone of the casing. In another embodiment, four fans are located in the casing in the front zone, one above the other in four layers, and one vertical bundle of pipes of the cooling battery located diagonally in the rear zone of the casing.

Кожух предпочтительно включает решетку в части, окружающей переднюю зону кожуха, в которой находится, по меньшей мере, один вентилятор. Предпочтительно предусмотреть решетку с обеих сторон передней зоны кожуха; в одном из вариантов решетчатая обшивка съемная. Если холодильный агрегат установлен в полуутопленной схеме с, по меньшей мере, одним вентилятором, расположенным за пределами границ стойки (т.е. холодильный агрегат установлен так, что большая часть передней зоны кожуха или вся она выступает за пределы границ стойки), решетки позволяют беспрепятственно направлять холодный воздух вдоль передней стороны соседних ИТ-стоек. По желанию могут быть предусмотрены крышки для боковых решеток или сменные закрытые панели для установки холодильного агрегата по утопленной схеме, когда вентилятор вновь оказывается в пределах границ стойки.The casing preferably includes a grill in a part surrounding the front area of the casing in which the at least one fan is located. It is preferable to provide a grill on both sides of the front area of the casing; in one embodiment, the lattice sheathing is removable. If the refrigeration unit is installed in a semi-recessed circuit with at least one fan located outside the limits of the rack (i.e., the refrigeration unit is installed so that most of the front area of the casing or all of it extends beyond the boundaries of the rack), the grilles allow unhindered direct cold air along the front of adjacent IT racks. If desired, covers for side grilles or removable closed panels for installing the refrigeration unit in a recessed pattern can be provided when the fan is again within the boundaries of the rack.

С точки зрения следующей особенности настоящего изобретения предлагается допускающий установку в стойку холодильный агрегат, включающий, по меньшей мере, одну охлаждающую батарею, один или несколько охлаждающих вентиляторов для продувания воздуха сквозь, по меньшей мере, одну охлаждающую батарею, более предпочтительно два или четыре охлаждающих вентилятора, расположенных пакетно, и кожух, содержащий упомянутую, по меньшей мере, одну охлаждающую батарею и вентилятор или вентиляторы, причем агрегат отличается тем, что кожух включает переднюю зону, в которой размещены вентиляторы, и заднюю зону, в которой размещена, по меньшей мере, одна охлаждающая батарея, и отличается тем, что передняя зона включает, по меньшей мере, одну решетку, позволяющую струе воздуха от вентилятора с малыми препятствиями или существенно беспрепятственно выходить вбок из кожуха. В одном из вариантов осуществления задний край обрешетки включает фланец для контакта с вертикальной U-рейкой стойки. Решетка может быть сформирована любым образом, например, может быть проволочной, панелью с отверстиями, представлять собой перекрещивающиеся полосы, жалюзи и т.д. в самом деле, представлять собой решетку любого вида, предотвращающую травмирование работников, но выпускающую из боков корпуса как можно больше воздуха. В некоторых вариантах осуществления, когда нормы техники безопасности это допускают, могут быть оставлены просто открытые боковины, не защищенные решеткой. Напротив, часть боковин кожуха, соответствующая задней зоне, в которой находится, по меньшей мере, одна батарея охлаждения, может быть полностью закрытой.In terms of a further aspect of the present invention, there is provided a rack-mountable refrigeration unit comprising at least one cooling battery, one or more cooling fans for blowing air through at least one cooling battery, more preferably two or four cooling fans located batch, and a casing containing the aforementioned at least one cooling battery and a fan or fans, and the unit is characterized in that the casing includes a per the same zone in which the fans are located, and the rear zone in which at least one cooling battery is located, and characterized in that the front zone includes at least one grille, allowing air flow from the fan with little obstruction or substantially to exit sideways from the casing without hindrance. In one embodiment, the rear edge of the lath includes a flange for contacting a vertical U-rail of the rack. The lattice can be formed in any way, for example, it can be wire, a panel with holes, represent intersecting strips, blinds, etc. in fact, it is a grate of any kind that prevents injury to workers, but releases as much air as possible from the sides of the housing. In some embodiments, when safety standards permit this, simply exposed sidewalls that are not protected by a grill can be left. On the contrary, the part of the sidewalls of the casing corresponding to the rear zone in which the at least one cooling battery is located can be completely closed.

Для обеспечения равномерной работы центров обработки данных, помимо установок охлаждения, требуется много других компонентов. Так, например, для преобразования подаваемого многофазного электропитания в однофазное разных номиналов для компонентов, связанных с ИТ-оборудованием, используются распределительные шкафы питания. Как правило, распределение питания в центрах обработки данных достигается посредством использования малогабаритных стоек или отдельных блоков.To ensure uniform operation of data centers, in addition to cooling units, many other components are required. For example, to convert the supplied multiphase power supply to single-phase power of different ratings for components associated with IT equipment, power distribution cabinets are used. Typically, power distribution in data centers is achieved through the use of small racks or individual units.

Однако в одном из предпочтительных вариантов осуществления стойка охлаждения может, далее, содержать автономный съемный распределительный шкаф питания.However, in one preferred embodiment, the cooling rack may further comprise a standalone removable power distribution cabinet.

Включение в стандартную стойку распределительного шкафа питания может дать те же преимущества, что и в случае холодильного агрегата. Далее, поскольку и холодильный агрегат, и распределительный шкаф питания - автономные съемные устройства, каждый из них можно перемещать и на каждом можно проводить его техобслуживание, не нарушая работы другого блока.The inclusion of a power distribution cabinet in a standard rack can provide the same benefits as with a refrigeration unit. Further, since both the refrigeration unit and the power distribution cabinet are self-contained removable devices, each of them can be moved and each can be serviced without disrupting the operation of the other unit.

Для того чтобы распределительный шкаф питания (РШП) мог быть включен в стойку охлаждения, он должен иметь подходящие габариты и средства крепления для вставки в ИТ-серверную стойку. Предпочтительно РШП подходящих габаритов оснащается монтажными планками для непосредственного или опосредованного крепления к стойке, соответствующей требованиям стандарта Е1А 310 D, наиболее предпочтительно, к 19-дюймовой или 24-дюймовой стойке.In order for the power distribution cabinet (RFB) to be included in the cooling rack, it must have suitable dimensions and mounting means for insertion into the IT server rack. Preferably, the RFB of suitable dimensions is equipped with mounting rails for direct or indirect mounting to a rack meeting the requirements of standard E1A 310 D, most preferably a 19-inch or 24-inch rack.

Стойка, далее, предпочтительно включает автономный съемный источник бесперебойного питания (ИБП). Такими источниками обычно оборудуются центры обработки данных для продолжения питания серверов в случае отключения электроснабжения.The rack further preferably includes a standalone removable uninterruptible power supply (UPS). These sources are usually equipped with data centers to continue powering the servers in the event of a power outage.

Для того чтобы источник бесперебойного питания (ИБП) мог быть включен в стойку охлаждения, он должен иметь подходящие габариты и средства крепления для вставки в ИТ-серверную стойку. Предпочтительно ИБП подходящих габаритов оснащается монтажными планками для непосредственного или опосредованного крепления к стойке, соответствующей требованиям стандарта EIA 310 D, наиболее предпочтительно, к 19-дюймовой или 24-дюймовой стойке.In order for the uninterruptible power supply (UPS) to be included in the cooling rack, it must have suitable dimensions and mounting means for insertion into the IT server rack. Preferably, the UPS of suitable dimensions is equipped with mounting rails for direct or indirect mounting to a rack meeting the requirements of the EIA 310 D standard, most preferably a 19-inch or 24-inch rack.

Разместив все три компонента в одной стойке, можно сгруппировать вместе основные механические и электрические компоненты центра обработки данных для облегчения техобслуживания и межсоединений.By placing all three components in one rack, you can group together the main mechanical and electrical components of the data center to facilitate maintenance and interconnections.

Таким образом, с точки зрения следующей особенности настоящего изобретения, предлагается ИТ-стойка для размещения нескольких серверов, содержащая холодильный агрегат, распределительный шкаф питания и источник бесперебойного питания, и отличающаяся тем, что упомянутые блоки являются автономными и съемными, а упомянутая стойка приспособлена для обеспечения питания и охлаждения нескольких серверов.Thus, from the point of view of the following features of the present invention, an IT rack for hosting multiple servers is provided, comprising a refrigeration unit, a power distribution cabinet and an uninterruptible power supply, characterized in that said units are self-contained and removable, and said rack is adapted to provide power and cooling multiple servers.

В этой ИТ-стойке не обязательно должны, помимо упомянутых блоков, находиться и какие-то серверы, просто она должна быть конструктивно пригодна для размещения этих серверов. Стойка предпочтительно соответствует требованиям стандарта EIA 310 D. Поэтому в таких вариантах осуществления все блоки - холодильный агрегат, РШП и ИБП - включают кожухи, габариты которых подходят для вставки в стойку стандарта Е1А 310 D, и включают монтажные планки для крепления к упомянутой стойке.In this IT-rack, it is not necessary to have, in addition to the mentioned blocks, any servers, it just has to be constructively suitable for hosting these servers. The rack preferably meets the requirements of EIA 310 D. Therefore, in such embodiments, all the units — the refrigeration unit, RFB and UPS — include enclosures that are suitable for insertion into a rack of standard E1A 310 D, and include mounting rails for attaching to the rack.

В отличие от интегрированных отдельно стоящих блоков, стойка согласно настоящему изобретению позволяет выполнять несколько функций с одной-единственной стойки. Кроме того, при необходимости можно проводить техобслуживание и замену каждого блока по отдельности. Блоки могут быть вставлены в уже имеющуюся в компьютерном зале или центре обработки данных стойку, что снижает затраты.Unlike integrated stand-alone units, the rack according to the present invention allows several functions to be performed from a single rack. In addition, if necessary, it is possible to carry out maintenance and replacement of each unit individually. Blocks can be inserted into an existing rack in the computer room or data center, which reduces costs.

Как отмечалось выше, обсуждаемый холодильный агрегат (равно как РШП и ИБП) при желании может быть помещен в любую стойку стандарта EIA 310 D. Кроме того, охлаждающая стойка, содержащая этот холодильный агрегат, сама может быть расположена в разных местах внутри центра обработки данных.As noted above, the refrigeration unit under discussion (as well as the RFB and UPS) can optionally be placed in any rack of the EIA 310 D. In addition, the cooling rack containing this refrigeration unit can itself be located in different places inside the data center.

Предпочтительно охлаждающая стойка располагается между двумя стойками, каждая из которых содержит несколько серверов. Тогда холодильный агрегат в охлаждающей стойке может забирать тепло от серверов, находящихся в этих стойках. Предпочтительно к задней части холодильного агрегата прикрепляется камера возвратного воздуха, закрывающая заднюю часть, по меньшей мере, одной из упомянутых стоек. Любая полость в задней части стойки (стоек) может включать часть камеры возвратного воздуха.Preferably, the cooling rack is located between two racks, each of which contains several servers. Then the refrigeration unit in the cooling rack can take heat from the servers located in these racks. Preferably, a return air chamber is attached to the rear of the refrigeration unit to cover the rear of at least one of the racks. Any cavity in the rear of the rack (s) may include part of the return air chamber.

В других предпочтительных вариантах несколько охлаждающих стоек могут быть расположены в одном или нескольких рядах серверных стоек, причем эти ряды предпочтительно расположены так, чтобы образовались горячий и холодный проходы.In other preferred embodiments, several cooling racks may be located in one or more rows of server racks, and these rows are preferably arranged so that hot and cold passages are formed.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Ниже будут описаны - исключительно в качестве примеров - предпочтительные варианты осуществления изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:Below will be described - solely as examples - preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings, in which:

на ФИГ.1 показан пример стойки по стандарту EIA 310 D;figure 1 shows an example of a rack according to the standard EIA 310 D;

на ФИГ.2 показаны размеры, устанавливаемые стандартом EIA 310 D;figure 2 shows the dimensions established by the standard EIA 310 D;

на ФИГ.3А-С показаны различные шаги разбивки отверстий по стандарту EIA 310 D;FIG.3A-C shows the various steps of the breakdown of holes according to the standard EIA 310 D;

на ФИГ.4А показан вид сверху холодильного агрегата согласно настоящему изобретению;FIG. 4A shows a top view of a refrigeration unit according to the present invention;

на ФИГ.4В показан вид сбоку холодильного агрегата согласно настоящему изобретению;FIG. 4B shows a side view of a refrigeration unit according to the present invention;

на ФИГ.4С показан вид спереди холодильного агрегата согласно настоящему изобретению;FIG. 4C is a front view of a refrigeration unit according to the present invention;

на ФИГ.5 показана охлаждающая стойка согласно настоящему изобретению;figure 5 shows a cooling rack according to the present invention;

на ФИГ.6 схематически представлен центр обработки данных с охлаждающими стойками согласно настоящему изобретению;FIG. 6 schematically shows a data center with cooling racks according to the present invention;

на ФИГ.7 схематически представлен холодильный агрегат ФИГ.4А-С в альтернативном варианте осуществления охлаждающей стойки согласно настоящему изобретению;FIG. 7 schematically shows a refrigeration unit of FIG. 4A-C in an alternative embodiment of a cooling rack according to the present invention;

на ФИГ.8 представлена аксонометрическая проекция при взгляде сзади на предпочтительный холодильный агрегат;on Fig presents a perspective view when viewed from the rear at a preferred refrigeration unit;

на ФИГ.9 представлена аксонометрическая проекция при взгляде сбоку на холодильный агрегат ФИГ.8;in Fig.9 presents a perspective view when viewed from the side to the refrigeration unit of Fig.8;

на ФИГ.10 представлена аксонометрическая проекция холодильного агрегата ФИГ.8 с прикрепленными панелями кожуха;figure 10 presents a perspective view of the refrigeration unit of FIG. 8 with attached panels of the casing;

на ФИГ.11 показана предпочтительная схема, в которой использованы два холодильных агрегата, размещенных пакетно один над другим и управляемых отдельным блоком контроллера;11 shows a preferred circuit in which two refrigeration units are used, placed in batches one above the other and controlled by a separate controller unit;

на ФИГ.12 представлены графики расхода воздушного потока, создаваемого вентиляторами в утопленной и полуутопленной схемах размещения; иon Fig presents graphs of air flow rate generated by the fans in the recessed and semi-recessed layouts; and

на ФИГ.13 представлены графики потребления электроэнергии вентилятором, показывающие, какой экономии можно достичь в нормальном рабочем диапазоне объемных расходов воздуха при полуутопленной схеме размещения холодильного агрегата.on Fig presents graphs of energy consumption by the fan, showing how much savings can be achieved in the normal operating range of air volumetric flows with a half-flooded layout of the refrigeration unit.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На ФИГ.1 показана стойка 100, соответствующая требованиям стандарта EIA 310 D. Такие стойки 100 используются во всем мире для размещения самых разнообразных серверов, включая сверхкомпактные.Figure 1 shows the rack 100 that meets the requirements of the standard EIA 310 D. Such racks 100 are used worldwide to host a wide variety of servers, including ultra-compact.

Стойка 100 включает четыре вертикальные рейки 10, 12, 14, 16. Они закреплены относительно друг друга рамой 15. Передние рейки 10, 12 находятся друг от друга на расстоянии W₂ как и задние 14, 16. Передние рейки 10, 12 и задние рейки 14, 16 могут находиться друг от друга на разных расстояниях. Как правило, общая глубина D стойки равна приблизительно 1200 мм. Высота Н стойки 100 также может быть различной, однако большинство стоек имеют высоту 42U. Одна единица высоты U равна 44,45 мм (1,75 дюйм). По длине каждой вертикальной рейки 10, 12, 14, 16 имеется ряд отверстий. На ФИГ. 1 эти отверстия видны только на рейках 10 и 14 и для рейки 10 обобщенно обозначены позицией 10а. Этот ряд монтажных отверстий яснее показан на увеличенной детали 13. Монтажные отверстия размещены на полке 14а, выступающей во внутреннее пространство рейки 100.The rack 100 includes four vertical rails 10, 12, 14, 16. They are fixed relative to each other by a frame 15. The front rails 10, 12 are located at a distance W ₂ from each other as the rear 14, 16. The front rails 10, 12 and the rear rails 14, 16 may be at different distances from each other. Typically, the total rack depth D is approximately 1200 mm. The height H of the racks 100 may also be different, but most racks have a height of 42U. One unit of height U is 44.45 mm (1.75 in). There are a number of holes along the length of each vertical rail 10, 12, 14, 16. In FIG. 1, these openings are visible only on the rails 10 and 14, and for the rail 10 are generally indicated by 10a. This row of mounting holes is shown more clearly on enlarged part 13. Mounting holes are placed on a shelf 14a protruding into the interior of the rail 100.

Стандартные значения ширины стойки 100 по стандарту EIA 310 D показаны на ФИГ. 2. На ней изображены две рейки 20, 22, находящиеся против друг друга, и по длине каждой из них имеется ряд отверстий 23. W₁ это общая ширина, называемая шириной раскрытия ячейки, W₂ это внутренняя ширина, или используемая ширина просвета, а W₃ - межцентровое расстояние противолежащих отверстий 23, называемое расстоянием монтажа обшивки. Требования стандарта EIA 310 D устанавливают разные величины для этих размеров по ширине; из них наиболее часто применяется внутренняя ширина 450 мм. Стойки с такой шириной обычно называют 19-дюймовыми стойками. Возможны и иные размеры ширины стойки, например, как отмечалось выше, 24 дюйма.The standard rack width values of 100 according to the EIA 310 D standard are shown in FIG. 2. It shows two slats 20, 22, which are opposite each other, and along the length of each of them there are a number of holes 23. W ₁ is the total width, called the width of the cell opening, W ₂ is the internal width, or the used width of the gap, and W ₃ is the center-to-center distance of the opposing holes 23, called the sheath mounting distance. The requirements of the EIA 310 D standard set different values for these widths; of which the most commonly used internal width is 450 mm. Racks with this width are commonly called 19-inch racks. Other rack widths are also possible, for example, as noted above, 24 inches.

По длине каждой вертикальной рейки 10, 12, 14, 16, 20, 22 имеется ряд отверстий. Требования стандарта EIA 310 D устанавливают три альтернативные разбивки отверстий, показанные на ФИГ. 3А-С.There are a number of holes along the length of each vertical rail 10, 12, 14, 16, 20, 22. The requirements of the EIA 310 D standard establish three alternative hole layouts shown in FIG. 3A-C.

На ФИГ.3А показана рейка 30 с универсальным интервалом между отверстиями. Здесь три первых отверстия 31, 32, 33 разбиты через интервал «а», равный 15,9 мм. Четвертое отверстие 34 находится на расстоянии «b», равном 12,7 мм, от отверстия 33. Далее такая разбивка повторяется, так что пятое отверстие находится на расстоянии 15,9 мм от четвертого и т.д. На ФИГ.3В показана рейка 35 с большим интервалом. Эта разбивка идентична схеме с универсальным интервалом с тем отличием, что второе отверстие 32 убрано. В результате между отверстиями 31 и 33 возникает расстояние «с», равное 31,8 мм, в то время как расстояние «b» между отверстиями 33 и 34 остается равным 12,7 мм. Наконец, рейка 36, показанная на ФИГ.3С, соответствует нормам МЭК 25 мм. Поэтому расстояние «а» между всеми отверстиями 37 составляет 25 мм.FIG. 3A shows a rail 30 with a universal spacing between holes. Here, the first three holes 31, 32, 33 are broken through the interval "a" equal to 15.9 mm. The fourth hole 34 is located at a distance "b" of 12.7 mm from the hole 33. Further, this breakdown is repeated, so that the fifth hole is at a distance of 15.9 mm from the fourth, etc. FIG. 3B shows a rack 35 with a large interval. This breakdown is identical to the universal spacing scheme with the difference that the second hole 32 is removed. As a result, a distance “c” of 31.8 mm occurs between the holes 31 and 33, while a distance “b” between the holes 33 and 34 remains equal to 12.7 mm. Finally, the rail 36 shown in FIG. 3C is in accordance with IEC 25 mm. Therefore, the distance "a" between all openings 37 is 25 mm.

Хотя отверстия изображены круглыми, они могут быть квадратными или овальными. Диаметр всех отверстий приблизительно 7 мм.Although the holes are depicted round, they can be square or oval. The diameter of all holes is approximately 7 mm.

Использование стандартных стоек позволяет различным производителям выпускать серверы с такими размерами, которые позволят использовать эти серверы в подавляющем большинстве центров обработки данных.The use of standard racks allows various manufacturers to produce servers with sizes that will allow these servers to be used in the vast majority of data centers.

Вернемся к ФИГ.1; обшивка может быть осуществлена креплением ее к раме 15 с целью создания закрытого пространства. Эта обшивка может включать дверную панель, чтобы обеспечить, при необходимости, возможность легкого доступа внутрь закрытого пространства. Рама 15, так же, как вертикальные рейки 10, 12, 14, 16, может также поддерживать дополнительные рейки 17 для монтажа электрораспределительных шин и сопутствующих компонентов 18. Рейки 10, 12, 14, 16 могут также иметь конструктивные особенности, отвечающие задаче крепления обшивки, дверцы и т.п.Returning to FIG. 1; sheathing can be carried out by attaching it to the frame 15 in order to create an enclosed space. This skin may include a door panel to provide, if necessary, easy access inside a confined space. The frame 15, as well as the vertical rails 10, 12, 14, 16, can also support additional rails 17 for mounting power distribution buses and related components 18. The rails 10, 12, 14, 16 can also have design features that meet the task of fixing the casing , doors, etc.

На ФИГ.4А-С показан холодильный агрегат 40 согласно настоящему изобретению. Как можно видеть из ФИГ.4А, холодильный агрегат 40 включает охлаждающую батарею 41 и вентилятор 42. Перед охлаждающей батареей помещен фильтр 43, чтобы предотвратить попадание пыли внутрь холодильного агрегата 40. Компонентами холодильного агрегата 40, в том числе различными сенсорами и предупредительными сигналами, обеспечивающими штатную работу, управляет схема управления 44, подробно здесь не рассматриваемая. Все компоненты холодильного агрегата заключены в кожух 45. Этот кожух 45 закрывает все компоненты холодильного агрегата 40, но в передней и задней частях кожуха 45 имеются вентиляционные отверстия для создания воздушного потока сквозь холодильный агрегат 40.FIG. 4A-C shows a refrigeration unit 40 according to the present invention. As can be seen from FIG. 4A, the refrigeration unit 40 includes a cooling battery 41 and a fan 42. A filter 43 is placed in front of the cooling battery to prevent dust from entering the refrigeration unit 40. The components of the refrigeration unit 40, including various sensors and alarms, provide full-time work, is controlled by control circuit 44, which is not considered in detail here. All components of the refrigeration unit are enclosed in a casing 45. This casing 45 covers all components of the refrigeration unit 40, but there are air vents in the front and rear of the casing 45 to create airflow through the refrigeration unit 40.

Как можно видеть из ФИГ.4В и С, холодильный агрегат 40 включает два вентилятора 42. Количество вентиляторов будет варьироваться в зависимости от размеров холодильного агрегата 40. В кожухе 45 имеются отверстия 48, 49 ввода и слива охлажденной воды, прогоняемой сквозь батарею 41.As can be seen from FIGS. 4B and C, the refrigeration unit 40 includes two fans 42. The number of fans will vary depending on the size of the refrigeration unit 40. In the casing 45 there are openings 48, 49 for entering and draining the chilled water driven through the battery 41.

Кожух 45 имеет ширину 4, равную 448 мм. Глубина 5 кожуха 45 равна 895 мм, тогда как высота 6 составляет 889 мм. Таким образом, холодильный агрегат 40 может быть вставлен в 19-дюймовую стойку 100 стандарта EIA 310 D, имеющую ширину W₂, равную 450 мм. Кожух 45 оснащен, далее, монтажными планками 46, размещенными спереди холодильного агрегата 40 и выступающими наружу из кожуха 45. В этих планках 46 имеется ряд отверстий, размеры и разбивка которых соответствуют рейкам 10, 12, 14, 16 стойки 100. Это позволяет прикрепить холодильный агрегат 40 к стойке 100.The casing 45 has a width 4 of 448 mm. The depth 5 of the casing 45 is 895 mm, while the height 6 is 889 mm. Thus, the refrigeration unit 40 can be inserted into the 19-inch rack 100 of the EIA 310 D standard having a width W ₂ of 450 mm. The casing 45 is further equipped with mounting strips 46 located in front of the refrigeration unit 40 and protruding outward from the casing 45. These strips 46 have a number of holes, the dimensions and breakdown of which correspond to the rails 10, 12, 14, 16 of the rack 100. This allows you to attach the refrigeration unit 40 to rack 100.

Таким образом, холодильный агрегат 40 может быть прикреплен к любой 19-дюймовой стойке стандарта EIA 310 D для обеспечения замкнутого локального охлаждения в существующих или новых центрах обработки данных. Размеры холодильного агрегата 40 выбираются так, чтобы в одной стойке 100 можно было разместить два агрегата 40 или, в альтернативном варианте, чтобы в стойке 100 вместе с одним холодильным агрегатом 40 можно было установить дополнительные электронные компоненты.In this way, refrigeration unit 40 can be attached to any 19-inch EIA 310 D rack to provide closed loop local cooling in existing or new data centers. The dimensions of the refrigeration unit 40 are selected so that two units 40 can be placed in one rack 100 or, alternatively, in the rack 100, additional electronic components can be installed together with one refrigeration unit 40.

На ФИГ.5 показан холодильный агрегат 50, установленный в 19-дюймовой стойке 500. Холодильный агрегат 50 помещен на монтажном основании 501 и прикреплен монтажными планками к рейкам 52, 54. Размеры агрегата 50 выбраны так, чтобы он мог быть вставлен в стойку 500, и так, чтобы агрегат легко мог быть введен в существующий центр обработки данных. Вентиляторы 55 размещены в передней части стойки для облегчения их техобслуживания. Пульт управления 56 также расположен в передней части стойки для удобства регулировки настроечных параметров холодильного агрегата.FIG. 5 shows a refrigeration unit 50 mounted in a 19-inch rack 500. The refrigeration unit 50 is placed on a mounting base 501 and attached by mounting rails to the rails 52, 54. The dimensions of the unit 50 are selected so that it can be inserted into the rack 500, and so that the unit can easily be inserted into an existing data center. Fans 55 are located at the front of the rack to facilitate maintenance. The control panel 56 is also located in the front of the rack for easy adjustment of the tuning parameters of the refrigeration unit.

На ФИГ.6 представлена предлагаемая компоновка, которая может быть использована в центре обработки данных 600. Стойки 100 по стандарту EIA 310 D, содержащие один или несколько холодильных агрегатов 40, называются установленными в стойках холодильными агрегатами (RMC). Они размещены между стойками 100, несущими серверы и называемыми серверными стойками 60. Снаружи холодильные агрегаты RMC и серверные стойки 60 выглядят одинаково. Причина этого в том, что обшивка стоек образует шкафы, а серверы и холодильные агрегаты полностью заключены в этих шкафах.FIG. 6 illustrates a proposed arrangement that can be used in a data center 600. EIA 310 D racks 100 containing one or more refrigeration units 40 are called rack-mounted refrigeration units (RMC). They are located between the racks 100 supporting the servers and called the server racks 60. Outside, the RMC refrigeration units and the server racks 60 look the same. The reason for this is that the rack casing forms cabinets, and the servers and cooling units are completely enclosed in these cabinets.

Серверные стойки 60 размещены в три ряда 61, 62, 63, при этом серверы в рядах 61 и 62 расположены так, что горячий воздух, выходящий из серверов, выпускается в проход между этими рядами. Этот проход 65 называется «горячим проходом» и может быть закрыт обшивкой для предотвращения распространения горячего воздуха по оставшейся части машинного зала 600.Server racks 60 are arranged in three rows 61, 62, 63, while the servers in rows 61 and 62 are located so that the hot air leaving the servers is discharged into the passage between these rows. This passage 65 is called a “hot passage” and may be covered by a casing to prevent the spread of hot air throughout the remainder of the turbine room 600.

Установленные в стойках холодильные агрегаты RMC в рядах 61, 62 расположены так, чтобы они всасывали горячий воздух из горячего прохода 65, охлаждали воздух посредством передачи тепла охлаждающей батарее 41 и выбрасывали охлажденный воздух в холодные проходы 64, 66. Ряд 63 содержит серверы, расположенные так, что они выбрасывают горячий воздух в проход 67, тогда как установленный в стойке холодильный агрегат RMC в этом ряду 63 расположен так, чтобы он всасывал горячий воздух из этого прохода 67 и выбрасывал воздух в холодный проход 66. В некоторых вариантах осуществления установленные в стойки холодильные агрегаты RMC могут включать камеру (не показана), прикрепляемую к одной или нескольким серверным стойкам 60, если эти стойки расположены в один ряд.The rack-mounted RMC refrigeration units in rows 61, 62 are arranged so that they suck in hot air from the hot passage 65, cool the air by transferring heat to the cooling battery 41, and discharge the cooled air into the cold passages 64, 66. Row 63 contains servers located so that they discharge hot air into passage 67, while the rack-mounted RMC refrigeration unit in row 63 is positioned so that it draws in hot air from this passage 67 and expels air into cold passage 66. In some cases In an implementation, rack-mounted RMC refrigeration units may include a camera (not shown) that can be attached to one or more server racks 60 if these racks are in the same row.

Использование установленных в стойках холодильных агрегатов RMC согласно настоящему изобретению дает возможность отводить тепло, генерируемое внутри серверов, от источников тепловыделения, а не посредством общего регулирования микроклимата во всем центре обработки данных 600. Предусмотрев несколько установленных в стойках холодильных агрегатов RMC, расположенных в рядах 61, 62, 63, можно обеспечить эффективное охлаждение даже в случае выхода из строя одного или нескольких таких агрегатов.The use of the RMC rack-mounted refrigeration units according to the present invention makes it possible to remove the heat generated inside the servers from the heat sources, and not by means of general climate control throughout the data center 600. By providing several rack-mounted RMC refrigeration units located in rows 61, 62, 63, it is possible to provide effective cooling even in the event of failure of one or more of such units.

Хотя кожух 45 холодильного агрегата 40 сконструирован так, чтобы он полностью входил в стойку 100, но возможна и такая установка холодильного агрегата 40, при которой холодильный агрегат будет частично выступать из стойки 100, чтобы вентилятор 42 не располагался в пределах границ стойки, определяемых рамой 15. Это обеспечивает более эффективную работу вентилятора 42 и тем самым снижает потребление энергии моторами вентилятора холодильного агрегата 40. Схематически это показано на ФИГ.7.Although the casing 45 of the refrigeration unit 40 is designed so that it fully fits into the rack 100, it is also possible to install the refrigeration unit 40 in which the refrigeration unit partially protrudes from the rack 100 so that the fan 42 is not located within the boundaries of the rack defined by the frame 15 This provides a more efficient operation of the fan 42 and thereby reduces the energy consumption of the fan motors of the refrigeration unit 40. This is shown schematically in FIG.

На ФИГ. 7 изображен ряд серверных стоек 70; все они расположены так, что горячий воздух 71 выбрасывается в один и тот же проход. Ряд включает также установленный в стойку холодильный агрегат RMC, в котором помещен холодильный агрегат 40. Холодильный агрегат 40 расположен внутри установленного в стойке холодильного агрегата RMC так, что вентилятор 42 выступает за пределы границ стойки. Когда вентиляторы располагаются с выносом вперед из стойки, в которой установлен RMC, дверца стойки, если она есть, снимается, и для защиты от вращающихся вентиляторов используется новый щиток. Наряду со снижением потребления энергии вентилятором 42 это позволяет направлять поток охлажденного воздуха 72 прямо по фронту воздухозаборников серверных стоек 70.In FIG. 7 shows a number of server racks 70; they are all located so that hot air 71 is ejected into the same passage. The range also includes a rack-mounted RMC refrigeration unit in which the refrigeration unit 40 is housed. The refrigeration unit 40 is located inside the rack-mounted RMC refrigeration unit so that the fan 42 extends beyond the boundaries of the rack. When the fans are positioned forward from the rack in which the RMC is installed, the door of the rack, if any, is removed and a new shield is used to protect it from rotating fans. Along with reducing the energy consumption of the fan 42, this allows you to direct the flow of chilled air 72 directly along the front of the air intakes of server racks 70.

Хотя это и не показано в вышеописанных вариантах осуществления, стойка 100 может также содержать, наряду с холодильным агрегатом 40, распределительный шкаф питания (РШП) и источник бесперебойного питания (ИБП). При поставке РШП и ИБП в кожухах соответствующих размеров, они могут быть установлены в стойку 100 аналогично холодильному агрегату 40, таким образом, ряд существенных компонентов центра обработки данных будет размещен в одной стойке.Although not shown in the above embodiments, the rack 100 may also contain, along with the refrigeration unit 40, a power distribution cabinet (RPC) and an uninterruptible power supply (UPS). When supplying the RFB and UPS in enclosures of appropriate sizes, they can be installed in rack 100 similarly to refrigeration unit 40, so a number of essential data center components will be placed in one rack.

На ФИГ.8 и 11 один из предпочтительных вариантов осуществления холодильного агрегата 80 показан более подробно. Холодильный агрегат 80 включает раму 81, несущую панели кожуха 82 (см. ФИГ.10). Рама 81 и панели кожуха 82 образуют прямоугольную призму с шириной «w», глубиной «d» и высотой «h». Высота «h» равна 20U (889 мм), а ширина «w» и глубина «d» задаются так, чтобы они соответствовали 19-дюймовой стойке по стандарту EIA 310, например, ширина w=448 мм, а глубина d=895 мм.8 and 11, one of the preferred embodiments of the refrigeration unit 80 is shown in more detail. The refrigeration unit 80 includes a frame 81 supporting the panels of the casing 82 (see FIG. 10). The frame 81 and the panels of the casing 82 form a rectangular prism with a width of "w", a depth of "d" and a height of "h". Height “h” is 20U (889 mm), and width “w” and depth “d” are set to correspond to a 19-inch rack according to EIA 310, for example, width w = 448 mm and depth d = 895 mm .

На ФИГ.8 показана задняя часть холодильного агрегата 80. Плоский пучок труб охлаждающей батареи 83 высотой 20U расположен вертикально внутри рамы 81, проходя по диагонали малой полости в форме прямоугольной призмы в задней части холодильного агрегата 80. Трубы 84 с быстроразъемными соединительными муфтами 85 предусмотрены для подачи охлажденной воды через пучок труб охлаждающей батареи 83. Два вентилятора 86 с электронно переключаемыми двигателями постоянного тока, размещенные в передней зоне 87 рамы 81, смонтированы один над другим и установлены так, чтобы подавать воздух через отверстия 88 в коллектор 89. Вентиляторы 86 направляют воздух наружу в радиальном направлении от боковых стенок кожуха 82.FIG. 8 shows the back of a refrigeration unit 80. A flat tube bundle of a cooling battery 83 of height 20U is located vertically inside the frame 81, passing diagonally through a small cavity in the shape of a rectangular prism at the rear of the refrigeration unit 80. Pipes 84 with quick disconnect couplings 85 are provided for supply of chilled water through the tube bundle of the cooling battery 83. Two fans 86 with electronically switched DC motors, located in the front area 87 of the frame 81, are mounted one above the other and installed ak to supply air through the openings 88 into the manifold 89. The fans 86 direct the air radially outwardly from the casing side walls 82.

На ФИГ.9 представлен холодильный агрегат 80 при взгляде сбоку (панели кожуха 82 сняты). Здесь можно видеть, что пучок труб охлаждающей батареи 83 идет от угла, примыкающего к передней зоне 87, до заднего угла рамы 81, вытянувшись на всю высоту рамы 81.FIG. 9 shows a refrigeration unit 80 when viewed from the side (casing panels 82 removed). Here you can see that the tube bundle of the cooling battery 83 extends from the angle adjacent to the front zone 87 to the rear corner of the frame 81, extending to the full height of the frame 81.

На ФИГ. 10 представлена аксонометрическая проекция холодильного агрегата 80 с установленными панелями кожуха 82. В передней зоне 87 кожуха 82 в боковых панелях 91 имеются решетки 90. Если холодильный агрегат 80 расположен в стойке так, что вентиляторы 86 располагаются за границей стойки, воздух может выходить сквозь решетки 90 в боковых панелях 91, окружающих переднюю зону 87. На заднем краю решетки 90 может быть предусмотрен выступающий наружу вертикально идущий фланец 92. Когда холодильный агрегат 80 устанавливается в полуутопленном положении, фланец 92 может упираться в вертикальную U-рейку стойки для обеспечения дополнительной устойчивости. Если желательно установить холодильный агрегат 80 в утопленном положении, решетка 90, выполненная в виде съемной панели, может быть заменена герметизирующей панелью (не показана), тем самым будут созданы сплошные герметизирующие боковые стенки кожуха 82.In FIG. 10 is a perspective view of a refrigeration unit 80 with casing panels 82 installed. In the front area 87 of the casing 82, there are grilles 90 in the side panels 91. If the refrigeration unit 80 is located in a rack such that the fans 86 are located outside the rack, air can exit through the grilles 90 in the side panels 91 surrounding the front area 87. A vertically protruding vertically extending flange 92 may be provided at the rear edge of the grill 90. When the refrigeration unit 80 is installed in a half-flush position, the flange 92 may abuts against a vertical U-rack rack for additional stability. If it is desired to install the refrigeration unit 80 in a recessed position, the grill 90, made in the form of a removable panel, can be replaced by a sealing panel (not shown), thereby creating a solid sealing side walls of the casing 82.

Вентиляторы 86 в указанном полуутопленном положении потребляют примерно на 20% меньше энергии, обеспечивая тот же самый расход воздуха, что и при утопленном положении (или при загерметизированных решетках). Несмотря на преимущества полуутопленной схемы, монтажник может, тем не менее, предпочесть установку холодильного агрегата 80 в стойку в утопленном положении, при котором вентиляторы 86 вновь вдвигаются в пределы границ стойки, например, для сохранения аккуратных прямых линий по сторонам прохода. В этой схеме решетки 90 могут быть герметизированы соседствующим оборудованием или отдельными панелями.Fans 86 in said semi-recessed position consume about 20% less energy, providing the same airflow as in a recessed position (or with sealed grilles). Despite the advantages of the semi-recessed design, the installer may nevertheless prefer to install the refrigeration unit 80 in the rack in the recessed position, in which the fans 86 are again moved within the boundaries of the rack, for example, to maintain accurate straight lines along the sides of the aisle. In this design, gratings 90 may be sealed with adjacent equipment or separate panels.

На ФИГ.11 показана аксонометрическая проекция сдвоенного холодильного агрегата 110, состоящего из двух холодильных агрегатов 80, каждый из которых имеет высоту 20U и содержит два вентилятора 86 и один пучок труб охлаждающей батареи 83 (не показан). Холодильные агрегаты 80 размещены пакетно один над другим. В верхней части пакета предусмотрен блок контроллера 111 высотой 2U для управления работой этой пары холодильных агрегатов 80.11 shows a perspective view of a dual refrigeration unit 110, consisting of two refrigeration units 80, each of which has a height of 20U and contains two fans 86 and one tube bundle of the cooling battery 83 (not shown). Refrigeration units 80 are placed in batches one above the other. In the upper part of the package, a controller unit 111 with a height of 2U is provided to control the operation of this pair of refrigeration units 80.

На ФИГ. 12 проиллюстрированы преимущества, которые могут быть получены при установке холодильных агрегатов 80 так, что вентиляторы 86 располагаются за границей стойки (т.е. выступают в проход между стойками), чтобы можно было направлять воздух в боковых направлениях по фронту остальных стоек. На графиках представлены расходы воздушного потока, который может быть создан вентиляторами, работающими при заданном напряжении сигнала. Нижний график - для вентиляторов, работающих при закрытых боковинах, например, в утопленной схеме размещения. Верхний график - для вентиляторов, работающих при открытых боковинах, и видно, что объемный расход здесь намного выше.In FIG. 12 illustrates the advantages that can be obtained by installing refrigeration units 80 so that the fans 86 are located outside the rack (i.e., protrude into the passage between the racks) so that air can be directed in the lateral directions along the front of the remaining racks. The graphs show the costs of the air flow that can be created by fans operating at a given signal voltage. The bottom graph is for fans operating with closed sidewalls, for example, in a recessed layout. The upper graph is for fans operating with open sidewalls, and it can be seen that the volumetric flow here is much higher.

Так, например, при напряжении сигнала, установленном на 8 В, и закрытых боковинах достигался расход 4170 м³/ч, в то время как при открытых боковинах был зарегистрирован расход 4439 м³/ч. Это означает увеличение на 6,5%. С другой стороны, для создания того же объемного расхода воздушного потока, что и в утопленной схеме, в полуутопленной схеме можно работать на напряжении сигнала, пониженном примерно на 10%, что значительно снижает энергопотребление.So, for example, with a signal voltage set to 8 V and closed sidewalls, a flow rate of 4170 m ³ / h was achieved, while with open sidewalls, a flow rate of 4439 m ³ / h was recorded. This means an increase of 6.5%. On the other hand, in order to create the same volumetric air flow rate as in the recessed circuit, the semi-recessed circuit can operate at a signal voltage reduced by about 10%, which significantly reduces power consumption.

На ФИГ.13 графически представлена экономия энергозатрат, которой можно достичь в нормальном рабочем диапазоне объемных расходов воздуха передвижкой холодильного агрегата из утопленного расположения в полуутопленное. При расходе воздуха 4000 м³/ч путем передвижки холодильного агрегата в его стойке вперед, так, чтобы он выступал за границу стойки в полуутопленное положение, достигнуто 20% снижения подводимой мощности.FIG.13 graphically shows the energy savings that can be achieved in the normal operating range of volumetric air flow rates by moving the refrigeration unit from a recessed location to a semi-recessed one. At an air flow rate of 4000 m ³ / h by moving the refrigeration unit in its rack forward, so that it protrudes beyond the border of the rack in a half-flooded position, a 20% reduction in power input is achieved.

Таблица 1 иллюстрирует эффект открытия и герметизации панелей, окружающих вентиляторы, т.е. показывает влияние полуутопленной и утопленной схем. Изменение энергопотребления вентиляторов и наблюдаемый объемный расход воздушного потока представлены в зависимости от рабочего напряжения сигнала вентиляторов. Из таблицы 1 также видна разница в использовании энергии в схемах с открытыми и закрытыми панелями для каждого значения напряжения сигнала и процент снижения мощности, достигаемого передвижкой холодильного агрегата из утопленного расположения в полуутопленное.Table 1 illustrates the effect of opening and sealing the panels surrounding the fans, i.e. shows the effect of semi-recessed and recessed circuits. The change in fan power consumption and the observed volumetric air flow rate are presented depending on the operating voltage of the fan signal. Table 1 also shows the difference in energy use in circuits with open and closed panels for each signal voltage value and the percentage of power reduction achieved by moving the refrigeration unit from a recessed location to a semi-recessed one.

Как можно видеть, потребление энергии изменяется в зависимости от используемого напряжения сигнала и скорости вентилятора. В общем случае, для большинства применений используется напряжение сигнала 5 В и более. В этом эксплуатационном диапазоне можно получить экономию электроэнергии от 15 до 25%, и при этом достигаются более высокие значения объемных расходов воздуха. Видно также, что в схеме с открытыми панелями, работая при меньших напряжениях сигнала постоянного тока, можно получить те же значения объемных расходов воздуха, что и в схеме с закрытыми панелями, что вновь приводит к экономии электроэнергии.As you can see, the energy consumption varies depending on the signal voltage used and the fan speed. In general, a signal voltage of 5 V or more is used for most applications. In this operating range, energy savings of 15 to 25% can be achieved, and at the same time, higher values of volumetric air flow rates are achieved. It is also seen that in the open-panel circuit, operating at lower DC signal voltages, one can obtain the same values of air volumetric flow rates as in the closed-panel circuit, which again leads to energy savings.

Шум при работе вентилятора на пониженной скорости будет меньше. Кроме того, полуутопленная схема позволяет выдвинуть холодильный агрегат вперед, создавая большее пустое пространство в задней зоне для образования камеры, предназначенной для подачи горячего воздуха в холодильный агрегат. При желании в боковых стенках кожуха могут быть предусмотрены решетки или участки перфорации для непосредственной подачи горячего воздуха от задней части соседнего серверного блока.Noise when the fan is operating at reduced speed will be less. In addition, the semi-recessed circuit allows you to push the refrigeration unit forward, creating a larger empty space in the rear zone to form a chamber designed to supply hot air to the refrigeration unit. If desired, grilles or perforation sections can be provided in the side walls of the casing for direct supply of hot air from the back of an adjacent server unit.

Итак, резюмируем: холодильный агрегат согласно настоящему изобретению и стойки, включающие этот холодильный агрегат, позволяют получить преимущества замкнутого локального охлаждения без затрат и нарушений работы, связанных с применением интегрированных отдельно стоящих блоков. В отличие от них холодильный агрегат согласно настоящему изобретению может быть быстро и просто установлен в любую стойку, выполненную по стандарту EIA 310 D, стойку того типа, который, как было обнаружено, используется во всех центрах обработки данных и компьютерных залах. Холодильный агрегат может, например, быть выполнен в виде отдельно стоящего блока высотой 20U или, в других вариантах осуществления, где требуется высокоинтенсивное охлаждение, может быть выполнен в виде двух блоков высотой 20U, расположенных один над другим, или, более предпочтительно, в виде блока высотой 40U с четырьмя вентиляторами.So, we summarize: the refrigeration unit according to the present invention and the racks including this refrigeration unit provide the advantages of closed-loop local cooling without the expense and disruption associated with the use of integrated free-standing units. In contrast, the refrigeration unit according to the present invention can be quickly and easily installed in any rack made according to the EIA 310 D standard, the rack of the type that was found to be used in all data centers and computer rooms. The refrigeration unit may, for example, be in the form of a free-standing unit with a height of 20U or, in other embodiments where high-intensity cooling is required, may be made in the form of two units with a height of 20U, located one above the other, or, more preferably, in the form of a unit 40U high with four fans.

Таким образом, по крайней мере, в предпочтительных вариантах осуществления, настоящее изобретение может рассматриваться как обеспечивающее холодильный агрегат гибкой конструкции, который может быть использован в любой традиционной ИТ-стойке; его использование не требует вскрытия системы, он может быть установлен с минимальными нарушениями работы; он может быть использован совместно с герметизацией горячего или холодного прохода; агрегаты можно добавлять по мере необходимости и там, где это необходимо; изобретение обеспечивает легкость доступа для техобслуживания с использованием нефирменного оборудования, допускает высокую плотность наполнения любой стойки, требует меньшего перепада давления воды, использует приводы вентиляторов с электронной коммутацией, обеспечивает запас мощности на уровне рядов и допускает экономичную по энергопотреблению полуутопленную схему размещения.Thus, in at least preferred embodiments, the present invention can be considered as providing a flexible refrigeration unit that can be used in any conventional IT rack; its use does not require opening the system, it can be installed with minimal disruptions; it can be used in conjunction with sealing a hot or cold aisle; aggregates can be added as necessary and where necessary; the invention provides easy access for maintenance using non-branded equipment, allows high density filling of any rack, requires a lower differential pressure of water, uses electronically switched fan drives, provides a power reserve at the row level and allows an energy-efficient semi-flooded layout.

Следует понимать, что вышеописанные варианты осуществления являются лишь предпочтительными вариантами осуществления. Поэтому к представленным вариантам могут быть предложены различные изменения, не отступающие от объема изобретения, ограничиваемого прилагаемой формулой изобретения. Так, например, холодильные агрегаты могут иметь форму, подходящую для установки в стойку альтернативной конструкции.It should be understood that the above described embodiments are only preferred embodiments. Therefore, various changes may be proposed to the presented options without departing from the scope of the invention limited by the attached claims. Thus, for example, refrigeration units may be in a form suitable for rack mounting of an alternative design.

Таблица 1Table 1 Напряжение сигнала, ВSignal voltage, V ЗАКРЫТЫЕ ПАНЕЛИCLOSED PANELS ОТКРЫТЫЕ ПАНЕЛИOPEN PANELS ЭКОНОМИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИSAVING ELECTRICITY Расход воздуха, м³/чAir consumption, m ³ / h Потребляемая мощность, ВтPower consumption Расход воздуха, м³/чAir consumption, m ³ / h Потребляемая мощность, ВтPower consumption Разница потребляемой мощности, ВтPower consumption difference, W % снижения% reduction 0.10.1 00 00 00 00 00 0.20.2 6161 1one 6868 00 00 57%57% 0.30.3 121121 22 136136 1one 1one 52%52% 0.40.4 181181 33 203203 22 1one 47%47% 0.50.5 241241 55 270270 33 33 64%64% 0.60.6 301301 66 336336 4four 4four 58%58% 0.70.7 361361 88 402402 55 4four 54%54% 0.80.8 420420 1010 468468 66 55 50%fifty% 0.90.9 479479 1212 534534 88 66 47%47% 1one 538538 14fourteen 599599 1010 66 44%44% 1.11.1 596596 1717 663663 1212 77 42%42% 1.21.2 654654 1919 728728 14fourteen 88 40%40% 1.31.3 712712 2222 792792 1616 88 38%38% 1.41.4 770770 2525 855855 1919 99 36%36% 1.51.5 827827 2828 919919 2121 1212 43%43% 1.61.6 885885 3232 981981 2424 1313 41%41% 1.71.7 942942 3535 10441044 2727 14fourteen 40%40% 1.81.8 998998 3939 11061106 30thirty 15fifteen 38%38% 1.91.9 10551055 4343 11681168 3434 1616 37%37% 22 11111111 4747 12291229 3737 1717 35%35% 2.12.1 11671167 5151 12901290 4141 18eighteen 34%34% 2.22.2 12231223 5656 13511351 4545 1919 33%33% 2.32.3 12781278 6161 14111411 4949 1919 32%32% 2.42.4 13331333 6565 14711471 5353 20twenty 31%31% 2.52.5 13881388 7070 15311531 5858 2121 30%thirty% 2.62.6 14431443 7676 15901590 6363 2222 29%29% 2.72.7 14971497 8181 16491649 6767 2323 28%28% 2.82.8 15521552 8686 17071707 7272 2929th 33%33% 2.92.9 16061606 9292 17651765 7777 30thirty 32%32% 33 16591659 9898 18231823 8383 3131 31%31% 3.13.1 17131713 104104 18811881 8888 3232 31%31% 3.23.2 17661766 110110 19381938 9494 3333 30%thirty% 3.33.3 18191819 117117 19941994 100one hundred 3434 29%29% 3.43.4 18721872 123123 20512051 106106 3535 28%28%

3.53.5 19241924 130130 21072107 112112 3636 28%28% 3.63.6 19761976 137137 21622162 119119 3737 27%27% 3.73.7 20282028 144144 22172217 125125 3939 27%27% 3.83.8 20802080 152152 22722272 132132 4040 26%26% 3.93.9 21312131 159159 23272327 139139 4141 26%26% 4four 21822182 167167 23812381 146146 4848 29%29% 4.14.1 22332233 175175 24342434 153153 50fifty 28%28% 4.24.2 22842284 183183 24882488 161161 5151 28%28% 4.34.3 23342334 191191 25412541 168168 5252 27%27% 4.44.4 23852385 200200 25932593 176176 5454 27%27% 4.54.5 24352435 208208 26462646 184184 5555 26%26% 4.64.6 24842484 217217 26982698 192192 5656 26%26% 4.74.7 25342534 226226 27492749 201201 5858 25%25% 4.84.8 25832583 235235 28002800 209209 5959 25%25% 4.94.9 26322632 244244 28512851 218218 6060 25%25% 55 26802680 254254 29022902 227227 6262 24%24% 5.15.1 27292729 264264 29522952 236236 6363 24%24% 5.25.2 27772777 273273 30013001 245245 7373 27%27% 5.35.3 28252825 283283 30513051 254254 7474 26%26% 5.45.4 28732873 294294 31003100 264264 7676 26%26% 5.55.5 29202920 304304 31483148 274274 7777 25%25% 5.65.6 29672967 315315 31973197 284284 7979 25%25% 5.75.7 30143014 325325 32453245 294294 8080 25%25% 5.85.8 30613061 336336 32923292 304304 8282 24%24% 5.95.9 31073107 347347 33393339 315315 8383 24%24% 66 31533153 359359 33863386 325325 8585 24%24% 6.16.1 31993199 370370 34323432 336336 8686 23%23% 6.26.2 32453245 382382 34793479 347347 8888 23%23% 6.36.3 32903290 394394 35243524 358358 8989 23%23% 6.46.4 33353335 406406 35703570 370370 9191 22%22% 6.56.5 33803380 418418 36153615 381381 9292 22%22% 6.66.6 34253425 430430 36593659 393393 9494 22%22% 6.76.7 34693469 443443 37033703 405405 9696 22%22% 6.86.8 35133513 455455 37473747 417417 9797 21%21% 6.96.9 35573557 468468 37913791 429429 9999 21%21% 77 36013601 481481 38343834 442442 100one hundred 21%21% 7.17.1 36443644 495495 38773877 454454 102102 21%21% 7.27.2 36873687 508508 39193919 467467 103103 20%twenty% 7.37.3 37303730 522522 39613961 480480 105105 20%twenty% 7.47.4 37733773 536536 40034003 493493 106106 20%twenty% 7.57.5 38153815 550550 40444044 506506 108108 20%twenty% 7.67.6 38573857 564564 40854085 520520 109109 19%19% 7.77.7 38993899 578578 41264126 534534 111111 19%19% 7.87.8 39413941 593593 41664166 548548 113113 19%19% 7.97.9 39823982 607607 42064206 562562 114114 19%19% 88 40234023 622622 42454245 576576 116116 19%19% 8.18.1 40644064 637637 42844284 590590 117117 18%eighteen% 8.28.2 41054105 653653 43234323 605605 119119 18%eighteen% 8.38.3 41454145 668668 43624362 619619 120120 18%eighteen% 8.48.4 41854185 684684 44004400 634634 122122 18%eighteen% 8.58.5 42254225 699699 44374437 649649 124124 18%eighteen% 8.68.6 42654265 715715 44754475 665665 125125 18%eighteen% 8.78.7 43044304 731731 45124512 680680 127127 17%17% 8.88.8 43434343 748748 45484548 696696 128128 17%17% 8.98.9 43824382 764764 45844584 712712 130130 17%17% 99 44214421 781781 46204620 728728 132132 17%17% 9.19.1 44594459 798798 46564656 744744 133133 17%17% 9.29.2 44974497 815815 46914691 760760 135135 17%17% 9.39.3 45354535 832832 47254725 776776 136136 16%16% 9.49.4 45734573 850850 47604760 793793 138138 16%16% 9.59.5 46104610 867867 47944794 810810 140140 16%16% 9.69.6 46474647 885885 48284828 827827 141141 16%16% 9.79.7 46844684 903903 48614861 844844 143143 16%16% 9.89.8 47214721 921921 48944894 862862 144144 16%16% 9.99.9 47574757 939939 49264926 879879 146146 16%16% 1010 47934793 958958 49584958 897897 148148 15%fifteen%

Claims

1. IT server rack containing a refrigeration unit, including
at least one cooling battery,
at least one fan for circulating air through said at least one cooling battery,
and a casing having the shape of a rectangular prism and containing said at least one cooling battery and a fan, wherein said at least one fan is located in a front zone of the casing and said at least one cooling battery is located in a rear zone of the casing,
characterized in that the casing has dimensions that can be embedded in the indicated IT server rack, and is configured to be attached to the specified rack, while the refrigeration unit is configured to be installed according to a semi-recessed circuit in which said at least one fan extends beyond racks, creating increased free space in the rear zone between adjacent server racks with the formation of a chamber designed to supply hot air to the refrigeration unit, both vertical sides the faults of the refrigeration unit are provided with gratings in the indicated front zone of the casing in which the at least one fan is located, so that air can escape through both sides of the casing when the specified at least one fan is located protruding beyond the borders of the rack, with the sides in the rear of the casing closed and enclose among themselves the specified at least one refrigeration unit.
2 The rack according to claim 1, characterized in that a return air chamber is attached to it or to the refrigeration unit, which is extendable to close the back of at least one rack that meets the requirements of EIA 310 D.
3 Rack according to claim 2, characterized in that said return air chamber includes a cladding or casing located behind this rack containing a refrigeration unit, as well as additional cladding or casing, similarly placed on one or more adjacent server racks, which creates a sealed chamber directing the outgoing hot air to the refrigeration unit.

4. A rack according to any one of claims 1 to 3, characterized in that gratings or perforation sections are provided in the side walls of the casing for directly supplying hot air from the back of an adjacent server unit.

5. A rack according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the lattice is made in the form of a removable lattice panel.

6. The rack according to claim 5, characterized in that the lattice panel includes a protruding outward vertical flange for abutment in the vertical U-rail of the rack when the refrigeration unit is installed according to the semi-recessed scheme.

7. A rack according to any one of claims 1 to 3, 6, characterized in that the casing includes mounting rails for attaching to the specified rack.

8. The rack according to claim 7, characterized in that the mounting plates are made with the possibility of indirect mounting to the specified rack.

9. The rack according to claim 7, characterized in that the mounting rails are configured to provide two or more mounting positions for installing the refrigeration unit according to a recessed circuit, in which at least one fan is located within the boundaries of the rack, and according to a semi-recessed circuit, in which at least one fan is located outside the rack.

10. A rack according to any one of claims 1 to 3, 6, 8, 9, characterized in that the casing of the refrigeration unit has dimensions that can be integrated into an IT server rack that meets the requirements of the EIA 310 D.

11. The stand of claim 10, characterized in that the casing has a width of about 448 mm, a depth of about 895 mm and a height of about 890 mm or 1778 mm.

12. A rack according to any one of claims 1 to 3, 6, 8, 9, 11, characterized in that the casing contains two fans and one cooling battery.

13. A rack according to any one of claims 1 to 3, 6, 8, 9, 11, characterized in that the casing contains four fans and one cooling battery.

14. A rack according to any one of claims 1 to 3, 6, 8, 9, 11, characterized in that it comprises a stand-alone removable power distribution cabinet.

15. A rack according to any one of claims 1 to 3, 6, 8, 9, 11, characterized in that it contains a standalone removable uninterruptible power supply.

16. The data center, including a number of racks according to one of claims 1 to 15, each of the racks contains one or more refrigeration units that are installed in the racks according to the semi-recessed circuit, with fans protruding beyond the boundaries of the racks to provide closed local cooling.

17. The data center according to claim 16, characterized in that the number of refrigeration units installed in the racks provides a power reserve level of + 1.

18. The data center according to claim 17, characterized in that the number of refrigeration units installed in the racks provides a power reserve level of + 2.